JP6946170B2 - Switchgear and its control method - Google Patents
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Description
この発明は、例えば車両などに使用される開閉装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a switchgear used in, for example, a vehicle and a control method thereof.
従来、開閉装置としては、特許文献1に記載されているように、車両の開閉体の速度を測定する速度測定部と、開閉体の位置を測定する位置測定部と、開閉体の開閉方向を判定する方向判定部とを備えたものがある。この開閉装置では、位置測定部により測定された開閉体の位置において速度測定部により測定された開閉体の速度が、その位置における速度閾値以上であるときに、方向判定部により判定された開閉体の開閉方向に開閉体がモータで駆動される。このようにして、上記開閉体を開閉するための手動力の低減が図られている。
Conventionally, as the opening / closing device, as described in
ところで、上記従来の開閉装置では、位置測定部により測定された開閉体の位置において速度測定部により測定された開閉体の速度が、その位置における速度閾値以上になると、開閉体は、全開または全閉されるまで、モータで駆動され続ける。このため、ユーザが開閉体を例えば半開きにしたいと思っても、開閉体は全開または全閉されてしまう。 By the way, in the above-mentioned conventional opening / closing device, when the speed of the opening / closing body measured by the speed measuring unit at the position of the opening / closing body measured by the position measuring unit becomes equal to or higher than the speed threshold value at that position, the opening / closing body is fully opened or fully opened. It continues to be driven by the motor until it is closed. Therefore, even if the user wants to open the opening / closing body halfway, the opening / closing body is fully opened or fully closed.
したがって、上記従来の開閉装置には、ユーザが望む位置で開閉体を止めることができないという問題があった。 Therefore, the conventional switchgear has a problem that the switchgear cannot be stopped at a position desired by the user.
そこで、この発明の目的は、開閉体の開閉に要する手動力を低減することができ、かつ、ユーザが任意の開閉位置で開閉体を止めることができる開閉装置およびその制御方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an opening / closing device and a control method thereof, which can reduce the manual force required for opening / closing the opening / closing body and can stop the opening / closing body at an arbitrary opening / closing position by a user. be.
この発明の一態様に係る開閉装置は、
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、
上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、
上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、
上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、
上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部と、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値を以上か否かを判定する第1開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第1閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部と、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値を下回ったか否かを判定する第2開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第2閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了するアシスト終了部と
を備え、
上記第1閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第2閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
The switchgear according to one aspect of the present invention is
An opening and closing body that opens and closes the opening provided in the object,
A drive unit that generates a driving force for opening and closing the opening / closing body,
An opening / closing speed detection unit that detects the opening / closing speed of the opening / closing body,
An opening / closing position detection unit that detects the opening / closing position of the opening / closing body,
An opening / closing direction determination unit that determines the opening / closing direction of the opening / closing body,
At the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detection unit is set in advance in association with the opening / closing position of the opening / closing body. The first opening / closing speed determination unit that determines whether or not the threshold value is exceeded,
When the opening / closing speed of the opening / closing body is determined to be equal to or higher than the first threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit generates the driving force, and the opening / closing direction determination unit determines the opening / closing speed. An assist start part that starts an assist for moving the opening / closing body in the opening / closing direction of the body,
When the assist is performed, at the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detecting unit becomes the opening / closing position of the opening / closing body. A second opening / closing speed determination unit that determines whether or not the value has fallen below a preset second threshold value in association with each other.
When it is determined that the opening / closing speed of the opening / closing body is lower than the second threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit does not generate the driving force, and the assist ending unit that ends the assist is used. Prepare,
The first threshold value indicates the opening / closing speed estimated that the user manually opens / closes the opening / closing body, while the second threshold value indicates that the user does not manually open / close the opening / closing body. Indicates the opening / closing speed.
この発明の一態様の開閉装置の制御方法は、
物体に設けられた開口部を開閉する開閉体と、上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部とを備える開閉体装置の制御方法であって、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値を以上か否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第1閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始し、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値を下回ったか否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第2閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了し、
上記第1閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第2閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。
The method of controlling the switchgear according to one aspect of the present invention is as follows.
An opening / closing body that opens / closes an opening provided in an object, a driving unit that generates a driving force for opening / closing the opening / closing body, an opening / closing speed detecting unit that detects the opening / closing speed of the opening / closing body, and the opening / closing body. A control method for an opening / closing body device including an opening / closing position detecting unit for detecting an opening / closing position and an opening / closing direction determining unit for determining an opening / closing direction of the opening / closing body.
At the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detection unit is set in advance in association with the opening / closing position of the opening / closing body. Judge whether the threshold is exceeded or not,
When the opening / closing speed of the opening / closing body is determined to be equal to or higher than the first threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit generates the driving force, and the opening / closing direction determination unit determines the opening / closing speed. Start assisting to move the opening / closing body in the opening / closing direction of the body,
When the assist is performed, at the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detecting unit becomes the opening / closing position of the opening / closing body. It is determined whether or not the value has fallen below the preset second threshold value in association with each other.
When it is determined that the opening / closing speed of the opening / closing body is lower than the second threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit does not generate the driving force, and the assist is terminated.
The first threshold value indicates the opening / closing speed estimated that the user manually opens / closes the opening / closing body, while the second threshold value indicates that the user does not manually open / close the opening / closing body. Indicates the opening / closing speed.
この発明の開閉装置およびその制御方法は、ユーザが、軽い力で開閉体を手動操作することができ、かつ、任意の開閉位置で開閉体を止めることができる。 The switchgear and its control method of the present invention allow the user to manually operate the switchgear with a light force and stop the switchgear at an arbitrary opening / closing position.
以下、この発明の開閉装置およびその制御方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the switchgear of the present invention and its control method will be described in detail with reference to the illustrated embodiment.
図1は、この発明の一実施形態のバックドア開閉装置17(図3に示す)を搭載する車体1の後部を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a rear portion of a
車体1の後部には開口部2が設けられている。この開口部2は、開閉体の一例としてのバックドア3によって開閉される。なお、車体1は物体の一例である。
An
バックドア3の上側端部には回動軸(図示せず)が設けられている。バックドア3は、上記回動軸を中心にして、開口部2を全閉する全閉位置と、開口部2を全開にする全開位置との間を回動することが可能になっている。すなわち、バックドア3の上側端部が開口部2の上側縁部に取り付けられて、バックドア3が上下方向に回動可能になっている。このバックドア3はスピンドルドライブ機構4の駆動により回動する。
A rotation shaft (not shown) is provided at the upper end of the
また、バックドア3の外側の表面には、バックドア3を開放するときに操作されるドア開スイッチ19が設けられている。バックドア3を閉鎖するとき、ドア閉スイッチ18を操作するが、このドア閉スイッチ18はバックドア3の下側端部の中央部に設けられている。また、バックドア3の下側端部の中央部には、ドア閉スイッチ18と隣り合うようにドアラッチ装置20も設けられている。
Further, on the outer surface of the
ドアラッチ装置20のラッチ(図示せず)は、バックドア3の閉鎖時、開口部2の下側縁部に設けられたストライカ50に係合して、バックドア3の開方向の回動を禁止する。このラッチとストライカ50の係合は、バックドア3の開放時、解除される。なお、例えば、特開2015−124488号公報などに記載されているドアラッチ装置は、ドアラッチ装置20として使用してもよい。
The latch (not shown) of the
スピンドルドライブ機構4は、棒形状の第1スピンドルドライブ機構4Aと、この第1スピンドルドライブ機構4Aと同一構造を有する棒形状の第2スピンドルドライブ機構4Bとで構成されている。この第1スピンドルドライブ機構4Aは、バックドア3の一側方部と開口部2の一側縁部との間に設けられている。一方、第2スピンドルドライブ機構4Bは、バックドア3の他側方部と開口部2の他側縁部との間に設けられている。また、各スピンドルドライブ機構4A,4Bは、車体1およびバックドア3に接続されている。なお、例えば、特願2016−216860号などに記載されているスピンドルドライブ機構は、各スピンドルドライブ機構4A,4Bとして使用してもよい。
The
図2は、第1スピンドルドライブ機構4Aを軸方向に平行な面で切った概略断面図である。なお、第2スピンドルドライブ機構4Bは第1スピンドルドライブ機構4Aと構造が同一なので、第2スピンドルドライブ機構4Bの概略断面図の図示は省略する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the first
第1スピンドルドライブ機構4Aは、電動モータ5などを収容する第1ハウジング6と、スピンドル9などを収容する第2ハウジング7とを有する。なお、電動モータ5は駆動部の一例である。
The first
第1ハウジング6の一端部には、バックドア3に設けられたジョイントボール3aと回動可能に連結されるドア側連結部材51が固定されている。また、第1ハウジング6内には、バックドア3の開閉速度に対応する電動モータ5の回転軸5aの回転数を検出する回転センサ15を設置している。この電動モータ5の回転軸5aは、減速ギア機構8を介して、第2ハウジング7内のスピンドル9に接続されている。また、第1ハウジング6の他端部は、第2ハウジング7の一端部が連結される。なお、回転センサ15は、ホール素子を使用する磁気センサであってもよいし、LED(発光ダイオード)およびPD(フォトダイオード)を使用する光学センサであってもよい。また、回転センサ15は開閉速度検出部の一例である。
A door-
第2ハウジング7は、第2ハウジング7の軸方向に沿って進退可能なスピンドルナット10を収容している。より詳しく説明すると、スピンドルナット10がスピンドル9に螺合し、スピンドルナット10の前端部(第1ハウジング6とは反対側の端部)には、筒形状のプッシュロッド11の後端部(第1ハウジング6側の端部)が固定されている。一方、プッシュロッド11の前端部には筒形状の外筒13の前端部が固定されている。この外筒13は、プッシュロッド11と同軸に配置され、プッシュロッド11の外径よりも大きい内径を有する。また、プッシュロッド11の外周面と外筒13の内周面との間には、コイルスプリング12が径方向の比較的外側に配置されている一方、第2ハウジング7に後端が固定された筒形状の内筒14が径方向の比較的内側に配置されている。このコイルスプリング12は、第2ハウジング7の一端部側から他端部側に向かって螺旋状に延在している。
The
また、プッシュロッド11の前端部には、第2ハウジング7の軸方向においてプッシュロッド11と並ぶ車体側連結部材52が固定されている。この車体側連結部材52は、車体1に設けられたジョイントボール1aと回動可能に連結される。
Further, a vehicle body
このような第1スピンドルドライブ機構4Aでは、電動モータ5の回転軸5aが正回転すると、スピンドル9も正回転して、スピンドルナット10が第2ハウジング7の他端部側に移動する。これにより、第2ハウジング7に対する外筒13およびプッシュロッド11の突出量が増加し、バックドア3が開方向に回動する。一方、電動モータ5の回転軸5aが逆回転すると、スピンドルナット10が第2ハウジング7の一端部側に移動する。これにより、第2ハウジング7に対する外筒13およびプッシュロッド11の突出量が減少し、バックドア3が閉方向に回動する。
In such a first
また、回転センサ15は、電動モータ5の回転軸5aの回転数(回転速度)および回転方向を示す信号を、制御装置31に出力する。
Further, the
図3は、バックドア開閉装置17の構成を説明するためのブロック図である。また、図3では、図1,図2の構成部と同一の構成部は、図1,図2の構成部の参照番号と同一の参照番号を付している。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the back door opening /
バックドア開閉装置17は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置31を備えている。この制御装置31には、第1スピンドルドライブ機構4A、第2スピンドルドライブ機構4B、ドアラッチ装置20、ドア閉スイッチ18、ドア開スイッチ19、BCM(Body Control Module:ボディコントロールモジュール)25などが接続されている。また、制御装置31は、BCM(Body Control Module:ボディコントロールモジュール)25を介して電子キー26と通信し、後述する認証処理を実行する。
The back door opening /
ドアラッチ装置20は、上記ラッチを正逆回転駆動するラッチモータ21と、フルラッチスイッチ22と、ハーフラッチスイッチ23と、リリーススイッチ24とを有している。このフルラッチスイッチ22、ハーフラッチスイッチ23およびリリーススイッチ24は、上記ラッチの位置を検出する。ここで、上記ラッチの位置とは、上記ラッチがストライカ50に完全に係合する位置(フルラッチ位置)と、上記ラッチがストライカ50に完全に係合しない位置(リリース位置)と、これらの位置の中間の位置(ハーフラッチ位置)とのうちのいずれかを指す。
The
ドア閉スイッチ18は、バックドア3を全閉位置に移動させるためのドア閉操作信号を制御装置31へ出力する。このとき、制御装置31は、ドア閉スイッチ18からのドア閉操作信号に基づいて、スピンドルドライブ機構4にPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号を出力して、バックドア3を閉方向へ回動させる制御を実行する。
The
ドア開スイッチ19は、バックドア3を全開位置に移動させるためのドア開操作信号を制御装置31へ出力する。このとき、制御装置31は、ドア開スイッチ19からのドア開操作信号に基づいて、スピンドルドライブ機構4にオープン作動信号を出力して、バックドア3を開方向へ回動させる制御を実行する。
The door
また、制御装置31は、速度位置算出部31a、開閉方向判定部31b、第1開閉速度判定部31c、アシスト開始部31d、第2開閉速度判定部31e、アシスト終了部31fおよびPWM信号生成部31gを有している。この速度位置算出部31a、開閉方向判定部31b、第1開閉速度判定部31c、アシスト開始部31d、第2開閉速度判定部31eおよびアシスト終了部31fは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。
Further, the
速度位置算出部31aは、回転センサ15から、電動モータ5の回転軸5aの回転数を示す信号を受ける。このとき、速度位置算出部31aは、上記信号に基づいて、バックドア3の開閉速度および開閉位置を算出する。このバックドア3の開閉位置は、例えば、全開位置または全閉位置に対する回動角に対応し、バックドア3の全開位置または全閉位置からの電動モータ5の回転軸5aの回転回数に基づいて算出される。
The speed position calculation unit 31a receives a signal from the
開閉方向判定部31bは、回転方向を示す信号を回転センサ15から受け、この信号に基づいて、バックドア3の開閉方向を判定する。
The opening / closing direction determination unit 31b receives a signal indicating the rotation direction from the
第1開閉速度判定部31cは、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値TH1以上か否かを判定する。この第1閾値TH1は、ユーザがバックドア3を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す。例えば、車体1を駐車する道の傾斜角、バックドア3の重さなどを変えて行う車両実験データを分析することにより、第1閾値TH1を求めることができる。
In the first opening / closing speed determination unit 31c, at the opening / closing position of the
アシスト開始部31dは、バックドア3の開閉速度が第1閾値TH1以上と判定されたとき、電動モータ5が駆動力を発生するように、電動モータ5にPWM信号を出力して、開閉方向判定部31bによって判定されたバックドア3の開閉方向にバックドア3を回動させるためのアシストを開始する。すなわち、バックドア3の開閉速度が第1閾値TH1以上との判定に応じて、電動モータ5が駆動して、バックドア3の手動開閉操作がアシストされる。
The assist start unit 31d outputs a PWM signal to the
第2開閉速度判定部31eは、バックドア3の手動開閉操作がアシストされているとき、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値TH2を下回ったか否かを判定する。この第2閾値TH2は、ユーザがバックドア3を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。例えば、車体1を駐車する道の傾斜角、バックドア3の重さなどを変えて行う車両実験データを分析することにより、第2閾値TH2も求めることができる。
The second opening / closing speed determination unit 31e is the back calculated by the speed position calculation unit 31a at the opening / closing position of the
アシスト終了部31fは、バックドア3の開閉速度が第2閾値TH2を下回ったと判定されたとき、電動モータ5が駆動力を発生しないように、電動モータ5へのPWM信号の出力を停止して、バックドア3の手動開閉操作のアシストを終了する。
When it is determined that the opening / closing speed of the
PWM信号生成部31gは、バックドア3の手動開閉操作がアシストされているとき、電動モータ5に供給するPWM信号を生成する。このとき、電動モータ5に供給されるPWM信号のデューティ比は固定される。すなわち、電動モータ5は一定のデューティ比で駆動される。このとき、上記デューティ比は、電動モータ5の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア3の開閉に要する最大トルク(最大開閉トルク)以下となるように設定される。
The PWM signal generation unit 31g generates a PWM signal to be supplied to the
より詳しく説明すると、バックドア3を開閉するために必要な最低限のトルク(以下、「開閉トルク」と言う。)は、バックドア3にかかる重力の影響と、各スピンドルドライブ4A,4B内に配置されたコイルスプリング12の付勢力の影響などによって、バックドア3の開閉位置によって異なる。そして、上記デューティ比は、バックドア3の開閉位置が、バックドア3の開閉に最大の開閉トルク(最大開閉トルク)を要する位置であっても十分なアシスト力が得られるようになるべく大きく設定する必要がある。しかし、上記デューティ比を、駆動トルクが最大開閉トルクを超えるように設定すると、バックドア3から手を離しても、バックドア3が継続して自動で開閉してしまうため、バックドア3がユーザの意図に反して移動してしまい好ましくない。したがって、上記デューティ比を、駆動トルクが、最大開閉トルク以下となるように設定することで、アシスト作動時にユーザに違和感を与えることを低減できる。
More specifically, the minimum torque required to open and close the back door 3 (hereinafter referred to as "opening and closing torque") is determined by the influence of gravity on the
また、上記デューティ比は、電動モータ5の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア3の開閉トルク以下の場合であって直接バックドア3を駆動できない値であっても、電動モータ5のコギングトルクを低減できる値であればアシストが可能である。
Further, the duty ratio is the cogging of the
一方、第2閾値TH2は、上記のように設定されたデューティ比のPWM信号によって作動するバックドア3の開閉速度よりも大きくなるように設定される。これにより、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めたとき、バックドア3の開閉速度が第2閾値TH2よりも減少するので、バックドア3の開閉速度が、第2閾値TH2を確実に下回ることができる。これにより、バックドア3の手動開閉操作のアシストを確実に終了させることができる。
On the other hand, the second threshold value TH 2 is set to be higher than the opening / closing speed of the
以下、図4のフローチャートを用いて、バックドア3の自動開放時の制御について説明する。
Hereinafter, control when the
上記制御が開始すると、まず、ステップS1で、ドア開スイッチ19からドア開操作信号を受信したか否かが判定される。このステップS1は、上記ドア開操作信号をドア開スイッチ19から受信したと判定されるまで繰り返される。
When the above control is started, first, in step S1, it is determined whether or not the door open operation signal is received from the door
次に、ステップS2で、電子キー26の認証処理を実行する。この認証処理では、制御装置31がBCM25に電子キー26の認証を要求する。BCM25は、電子キー26に対して認証コードの送信要求を行った後、図示しない照合手段が、電子キー26から受信した認証コードと、予め登録されている正規コードとを比較し、この比較の結果を制御装置31に送信する。制御装置31は、上記比較の結果に基づいて、上記認証コードが上記正規コードと一致していれば、使用者がドア開スイッチ19を操作したと判定して、認証処理が完了し、次のステップに進む。なお、上記認証処理が失敗に終わったとき、または、上記認証コードが上記正規コードと不一致であるとき、上記制御が終了する。
Next, in step S2, the authentication process of the
次に、ステップS3で、上記ラッチとストライカ50との係合を解除するためのラッチリリース信号をドアラッチ装置20に出力する。これにより、ラッチモータ21が駆動する。
Next, in step S3, a latch release signal for disengaging the latch and the
次に、ステップS4で、上記ラッチがストライカ50に完全に係合しない位置(リーリス位置)にあるか否かが判定される。別の言い方をすると、ステップS4において、バックドア3は安全に開放できる状態であるか否かが判定される。このステップS4は、上記ラッチがストライカ50に完全に係合しない位置にあると判定されるまで繰り返される。
Next, in step S4, it is determined whether or not the latch is in a position (release position) that does not completely engage the
次に、ステップS5で、バックドア3を開放させるためのPWM信号をスピンドルドライブ機構4の電動モータ5に出力する。このとき、上記PWM信号のデューティ比をフィードバック制御によって調整するようにしてもよい。
Next, in step S5, a PWM signal for opening the
次に、ステップS6で、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置に基づいて、バックドア3の位置が全開位置であるのか否かが判定される。このステップS6は、バックドア3の位置が全開位置であると判定されるまで繰り返される。
Next, in step S6, it is determined whether or not the position of the
最後に、ステップS7で、スピンドルドライブ機構4の電動モータ5へのPWM信号の出力を停止して、上記制御が終了する。
Finally, in step S7, the output of the PWM signal to the
このように、ドア開スイッチ19が押されると、バックドア3が自動的に全開位置まで回動するので、ユーザがバックドア3を手動で開方向に回動させなくても、バックドア3を全開にすることができる。
In this way, when the door
以下、図5のフローチャートを用いて、バックドア3の手動開閉時の制御について説明する。
Hereinafter, control during manual opening and closing of the
上記制御が開始すると、まず、ステップS21で、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値TH1を以上か否かを判定する。すなわち、バックドア3が手動で操作されたか否かを判定する。このステップS21は、バックドア3の開閉速度が第1閾値TH1以上と判定されるまで繰り返される。
When the above control is started, first, in the opening / closing position of the
次に、ステップS22で、電動モータ5が駆動力を発生するように、電動モータ5にPWM信号を出力して、バックドア3の手動開閉操作のアシストを開始する。このとき、上記アシストの方向は、開閉方向判定部31bに判定される開方向または閉方向となる。
Next, in step S22, a PWM signal is output to the
次に、ステップS23で、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値TH2を下回ったか否かを判定する。すなわち、バックドア3の手動開閉操作が中止されたか否かを判定する。このとき、バックドア3の開閉速度が第2閾値TH2を下回っていないと判定されると、ステップS24に進む。
Next, in step S23, at the opening / closing position of the
ステップS24に進んだ場合、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置が全開位置または全閉位置であるか否かを判定する。このとき、バックドア3の開閉位置が全開位置および全閉位置のどちらでもないと判定すると、ステップS23に戻る。一方、バックドア3の開閉位置が全開位置または全閉位置であると判定すると、ステップS25で、電動モータ5が駆動力を発生しないように、電動モータ5へのPWM信号の出力を停止して、バックドア3の手動開閉操作のアシストを終了して、上記制御が終了する。
When the process proceeds to step S24, it is determined whether or not the open / close position of the
このように、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値以上か否かを判定する。この開閉速度が第1閾値TH1以上と判定されたとき、電動モータ5が駆動力を発生するように、電動モータ5にPWM信号が出力されて、バックドア3の手動開閉操作のアシストが開始する。ここで、第1閾値TH1は、ユーザがバックドア3を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す。したがって、ユーザがバックドア3を手動で開閉操作すると、バックドア3を開閉方向に回動させるためのアシストが得られるので、バックドア3に加える手動力を低減することができる。
In this way, in the opening / closing position of the
また、バックドア3の手動開閉操作がアシストされているとき、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値TH2を下回ったか否かが判定される。この開閉速度が第2閾値TH2を下回ったと判定されたとき、電動モータ5が駆動力を発生しないように、電動モータ5へのPWM信号の出力が停止されて、バックドア3の手動開閉操作のアシストが終了する。ここで、第2閾値TH2は、ユーザがバックドア3を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示す。したがって、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めると、バックドア3の手動開閉操作のアシストを無くすことができるので、ユーザは任意の開閉位置でバックドア3を止めることができる。
Further, when the manual opening / closing operation of the
図6は、バックドア3を全閉位置0から全開位置Nに回動させたときの第1,第2閾値TH1,TH2の変化を示すグラフである。また、図7は、バックドア3を全開位置Nから全閉位置0に回動させたときの第1,第2閾値TH1,TH2の変化を示すグラフである。なお、図6,図7のグラフは、車体1を駐車する道の傾斜角、バックドア3の重さなどを変えて行う車両実験データから求めた第1,第2閾値TH1,TH2の変化を簡略したものである。
FIG. 6 is a graph showing changes in the first and
図6,図7から分かるように、開方向と閉方向とのどちらの方向にバックドア3を回動させても、バックドア3の各開閉位置において、第2閾値TH2は第1閾値TH1よりも大きく設定されている。すなわち、第1,第2閾値TH1,TH2を同じ開閉位置で比較すると、第2閾値TH2は第1閾値TH1よりも大きい。その結果、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めた後、短時間で、バックドア3の開閉速度が、この開閉速度に対応する開閉位置の第2閾値TH2を下回る。したがって、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めてから、バックドア3の手動開閉操作のアシストが終了するまでの時間を、短くすることができる。
As can be seen from FIGS. 6 and 7, regardless of whether the
また、バックドア3の手動開閉操作がアシストされているとき、電動モータ5に供給するPWM信号のデューティ比が固定されるので、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めたときの開閉速度を容易に推定することができる。すなわち、第2閾値TH2の選定が容易となる。
Further, when the manual opening / closing operation of the
また、電動モータ5にはPWM信号が供給される。このとき、上記PWM信号のデューティ比は、電動モータ5の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア3の開閉に要する最大トルク(最大開閉トルク)以下となるように設定される。これにより、ユーザの手がバックドア3から離れても、バックドア3が継続して自動で開閉してしまうことがなく、アシスト作動時にユーザに違和感を与えることを防ぐことができる。
Further, a PWM signal is supplied to the
上記実施形態では、ステップS21で、バックドア3が手動で操作されたか否かの判定を、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値TH1以上か否かを判定することで行っているが、例えば、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値TH1以上の状態が所定の第1継続時間継続して検出された場合に、手動操作が行われていると判定するようにしてもよい。このように構成すれば、手動操作が開始されてバックドア3の開閉速度が第1閾値TH1から第2閾値TH2を超える時間を十分確保でき、誤作動を防止することができる。なお、上記第1継続時間は、手動操作によるバックドア3の開閉速度が第1閾値TH1から第2閾値TH2を上回るのに十分な時間に設定してもよい。
In the above embodiment, in step S21, the speed position calculation unit 31a calculates the determination as to whether or not the
上記実施形態では、ステップS23で、バックドア3の手動開閉操作が中止されたか否かの判定を、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値TH2を下回ったか否かを判定することで行っているが、例えば、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉位置において、速度位置算出部31aによって算出されたバックドア3の開閉速度が、その開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値TH2を下回った状態が所定の第2継続時間継続して検出された場合に、バックドア3の手動開閉操作が中止されたと判定するようにしてもよい。このように構成すれば、手動操作が中止されてバックドア3の開閉速度が第2閾値TH2から低下して第1閾値TH1を下回る時間を十分確保でき、誤作動を防止することができる。なお、上記第2継続時間は、手動操作の中止によってバックドア3の開閉速度が第2閾値TH2から低下して第1閾値TH1を下回るのに十分な時間に設定してもよい。
In the above embodiment, in step S23, the speed position calculation unit 31a calculates the determination as to whether or not the manual opening / closing operation of the
上記実施形態では、第1閾値に比べて第2閾値が大きくなるように設定しているが、第1閾値と第2閾値を同じとしてもよく、また、第2閾値に比べて第1閾値が大きくなるように設定してもよい。 In the above embodiment, the second threshold value is set to be larger than the first threshold value, but the first threshold value and the second threshold value may be the same, and the first threshold value is larger than the second threshold value. It may be set to be large.
上記実施形態では、アシスト作動時において、スピンドルドライブ機構4に供給するPWM信号のデューティ比を一定の値に固定しているが、これに限られることなく、例えば、電動モータ5の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア3の開閉トルクに沿って可変するように設定してもよい。このように構成すれば、バックドア3がどの開閉位置にある場合でもおよそ均一なアシスト力が得られるため、ユーザに違和感を与えることを低減できる。
In the above embodiment, the duty ratio of the PWM signal supplied to the
上記実施形態では、アシスト作動時において、スピンドルドライブ機構4に供給するPWM信号のデューティ比を、スピンドルドライブ機構4の駆動力で得られる駆動トルクが、バックドア3の開閉に要する最大開閉トルク以下となるように設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、デューティ比を上記駆動トルクが上記最大開閉トルク以上となるように設定してもよい。この場合でも、第2閾値TH2を、上記のように設定されたデューティ比のPWM信号によって作動するバックドア3の開閉速度よりも大きくなるように設定すれば、ユーザがバックドア3の手動開閉操作を止めたとき、バックドア3の開閉速度が第2閾値TH2よりも減少するので、バックドア3の手動開閉操作のアシストを終了させることができる。
In the above embodiment, the duty ratio of the PWM signal supplied to the
上記実施形態では、この発明の一実施形態の開閉装置およびその制御方法を、車のバックドア3に適用していたが、例えば、車の電動式のサイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどに適用してもよい。すなわち、上記サイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどが、開閉体の一例になってもよい。このとき、上記サイドドア、パワーウィンドウ、サンルーフなどの開閉方式は、例えば、スライド式でもよいし、回動式でもよい。また、この発明の一実施形態の開閉装置およびその制御方法を、建物の自動ドアに適用してもよい。
In the above embodiment, the switchgear and the control method thereof according to the embodiment of the present invention are applied to the
上記実施形態では、車体1に2つの第1,第2スピンドルドライブ機構4A,4Bを取り付けた場合について説明したが、車体1に1つまたは3つ以上のドライブ機構を取り付けてもよい。車体1に1つまたは3つ以上のドライブ機構を取り付ける場合も、バックドア開閉装置17の制御と同様の制御を行ってもよい。
In the above embodiment, the case where the two first and second
上記実施形態では、速度位置算出部31a、開閉方向判定部31b、第1開閉速度判定部31c、アシスト開始部31d、第2開閉速度判定部31eおよびアシスト終了部31fは、それぞれ、ソフトウェアで構成されていたが、少なくとも一つが、ハードウェアで構成されるようにしてもよい。 In the above embodiment, the speed position calculation unit 31a, the opening / closing direction determination unit 31b, the first opening / closing speed determination unit 31c, the assist start unit 31d, the second opening / closing speed determination unit 31e, and the assist end unit 31f are each composed of software. However, at least one may be composed of hardware.
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態で記載した内容の一部を削除または置換したものを、この発明の一実施形態としてもよい。 Although the specific embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, a part of the contents described in the above embodiment may be deleted or replaced as one embodiment of the present invention.
1 車体
2 開口部
3 バックドア
4 スピンドルドライブ機構
4A 第1スピンドルドライブ機構
4B 第2スピンドルドライブ機構
5 電動モータ
6 第1ハウジング
7 第2ハウジング
8 減速ギア機構
9 スピンドル
10 スピンドルナット
11 プッシュロッド
12 コイルスプリング
13 外筒
14 内筒
15 回転センサ
17 バックドア開閉装置
18 ドア閉スイッチ
19 ドア開スイッチ
20 ドアラッチ装置
21 ラッチモータ
22 フルラッチスイッチ
23 ハーフラッチスイッチ
24 リリーススイッチ
25 BCM
26 電子キー
50 ストライカ
31 制御装置
31a 速度位置算出部
31b 開閉方向判定部
31c 第1開閉速度判定部
31d アシスト開始部
31e 第2開閉速度判定部
31f アシスト終了部
31g PWM信号生成部
1
26
Claims (6)
上記開閉体を開閉するための駆動力を発生する駆動部と、
上記開閉体の開閉速度を検出する開閉速度検出部と、
上記開閉体の開閉位置を検出する開閉位置検出部と、
上記開閉体の開閉方向を判定する開閉方向判定部と、
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値以上か否かを判定する第1開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第1閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始するアシスト開始部と、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値を下回ったか否かを判定する第2開閉速度判定部と、
上記開閉体の開閉速度が上記第2閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了するアシスト終了部と
を備え、
上記第1閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第2閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示すことを特徴とする開閉装置。 An opening and closing body that opens and closes the opening provided in the object,
A drive unit that generates a driving force for opening and closing the opening / closing body,
An opening / closing speed detection unit that detects the opening / closing speed of the opening / closing body,
An opening / closing position detection unit that detects the opening / closing position of the opening / closing body,
An opening / closing direction determination unit that determines the opening / closing direction of the opening / closing body,
At the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detection unit is set in advance in association with the opening / closing position of the opening / closing body. The first opening / closing speed determination unit that determines whether or not it is above the threshold value,
When the opening / closing speed of the opening / closing body is determined to be equal to or higher than the first threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit generates the driving force, and the opening / closing direction determination unit determines the opening / closing speed. An assist start part that starts an assist for moving the opening / closing body in the opening / closing direction of the body,
When the assist is performed, at the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detecting unit becomes the opening / closing position of the opening / closing body. A second opening / closing speed determination unit that determines whether or not the value has fallen below a preset second threshold value in association with each other.
When it is determined that the opening / closing speed of the opening / closing body is lower than the second threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit does not generate the driving force, and the assist ending unit that ends the assist is used. Prepare,
The first threshold value indicates the opening / closing speed estimated that the user manually opens / closes the switchgear, while the second threshold value indicates that the user does not manually open / close the switchgear. An opening / closing device characterized by indicating an opening / closing speed.
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉位置に対応する上記第1閾値に比べて、上記開閉位置に対応する上記第2閾値が大きいこと特徴とする開閉装置。 In the switchgear according to claim 1,
An opening / closing device characterized in that the second threshold value corresponding to the opening / closing position is larger than the first threshold value corresponding to the opening / closing position detected by the opening / closing position detecting unit.
上記アシストが行われているとき、上記駆動部に供給するPWM信号を生成するPWM信号生成部を備え、
上記PWM信号のデューティ比は固定されていることを特徴とする開閉装置。 In the switchgear according to claim 1 or 2.
A PWM signal generation unit that generates a PWM signal to be supplied to the drive unit when the assist is performed is provided.
A switchgear characterized in that the duty ratio of the PWM signal is fixed.
上記デューティ比は、上記駆動部の上記駆動力で得られるトルクが、上記開閉体の開閉に要する最大トルク以下となるように設定されることを特徴とする開閉装置。 In the switchgear according to claim 3,
The duty ratio is an opening / closing device characterized in that the torque obtained by the driving force of the driving unit is set to be equal to or less than the maximum torque required for opening / closing the opening / closing body.
上記物体は車両であり、
上記開閉体は、上記車両に設けられたドアであることを特徴とする開閉装置。 In the switchgear according to any one of claims 1 to 4,
The above object is a vehicle
The switchgear is a switchgear characterized by being a door provided on the vehicle.
上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第1閾値を以上か否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第1閾値以上と判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生するように、上記駆動部を制御して、上記開閉方向判定部によって判定された上記開閉体の開閉方向に上記開閉体を移動させるためのアシストを開始し、
上記アシストが行われているとき、上記開閉位置検出部によって検出された上記開閉体の開閉位置において、上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度が、上記開閉体の開閉位置に対応付けて予め設定された第2閾値を下回ったか否かを判定し、
上記開閉体の開閉速度が上記第2閾値を下回ったと判定されたとき、上記駆動部が上記駆動力を発生しないように、上記駆動部を制御して、上記アシストを終了し、
上記第1閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していると推定される開閉速度を示す一方、上記第2閾値は、ユーザが開閉体を手動で開閉操作していないと推定される開閉速度を示すことを特徴とする開閉装置の制御方法。 An opening / closing body that opens / closes an opening provided in an object, a driving unit that generates a driving force for opening / closing the opening / closing body, an opening / closing speed detecting unit that detects the opening / closing speed of the opening / closing body, and the opening / closing body. A control method for an opening / closing body device including an opening / closing position detecting unit for detecting an opening / closing position and an opening / closing direction determining unit for determining an opening / closing direction of the opening / closing body.
At the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detection unit is set in advance in association with the opening / closing position of the opening / closing body. Judge whether the threshold is exceeded or not,
When the opening / closing speed of the opening / closing body is determined to be equal to or higher than the first threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit generates the driving force, and the opening / closing direction determination unit determines the opening / closing speed. Start assisting to move the opening / closing body in the opening / closing direction of the body,
When the assist is performed, at the opening / closing position of the opening / closing body detected by the opening / closing position detecting unit, the opening / closing speed of the opening / closing body detected by the opening / closing speed detecting unit becomes the opening / closing position of the opening / closing body. It is determined whether or not the value has fallen below the preset second threshold value in association with each other.
When it is determined that the opening / closing speed of the opening / closing body is lower than the second threshold value, the driving unit is controlled so that the driving unit does not generate the driving force, and the assist is terminated.
The first threshold value indicates the opening / closing speed estimated that the user manually opens / closes the switchgear, while the second threshold value indicates that the user does not manually open / close the switchgear. A control method for a switchgear, which comprises indicating an opening / closing speed.
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