JP7036584B2 - 開閉装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車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。

従来、開閉装置としては、車に搭載されて、開閉体の一例であるバックドアを電動で開閉するものがある(例えば特許文献１参照)。この開閉装置は、バックドアを電動で閉めている最中、人などの異物がバックドアと車体の間に挟まったことを検出する機能を有している。

より詳しく説明すると、上記開閉装置は、バックドアの開閉速度を検出するセンサを備え、このセンサによって検出されたバックドアの開閉速度が所定の閾値速度よりも遅くなると、異物がバックドアと車体との間に挟まっていると判定する。

特開２００３－２７８３２号公報

ところで、上記従来の開閉装置は、バックドアの開閉速度と目標速度とを比較してバックドアの開閉速度の制御量を調整(フィードバック制御)することで、バックドアの開閉速度と目標速度との一致が図られている。このため、上記バックドアの開閉速度と目標速度との差が大きくなると制御量も大きくなり、バックドアの開閉速度が大きく変動してしまう。

その結果、上記従来の開閉装置では、異物がバックドアと車体との間に挟まっていないのに、バックドアの開閉速度が上記閾値速度よりも遅くなって、異物がバックドアと車体の間に挟まっていると誤判定されてしまうという問題が生じていた。

そこで、この発明の目的は、開閉体の開閉が阻害されているとの誤判定を減らす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。

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、
上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度を所定の第１時間間隔毎に記憶する開閉速度記憶部と、
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所定の目標速度に近づくように、上記駆動部に供給されるパルス幅変調信号のデューティ比を調整するフィードバック制御部と、
上記フィードバック制御部によって調整された上記パルス幅変調信号のデューティ比を所定の第２時間間隔毎に記憶するデューティ比記憶部と、
上記開閉速度記憶部が最新の開閉速度を記憶した時間から、所定の第１平均算出時間前までの間に、上記開閉速度記憶部が記憶した複数の開閉速度のそれぞれと、このそれぞれの開閉速度の前に記憶された開閉速度との差分の第１平均値を算出する第１平均値算出部と、
上記デューティ比記憶部が最新のデューティ比を記憶した時間から、所定の第２平均算出時間前までの間に、上記デューティ比記憶部が記憶した複数のデューティ比のそれぞれと、このそれぞれのデューティ比の前に記憶されたデューティ比との差分の第２平均値を算出する第２平均値算出部と、
上記第１平均値が所定の第１閾値以下であり、かつ、上記第２平均値が所定の第２閾値以上であるとき、上記開閉体の開閉が阻害されていると判定する判定部と、
上記開閉体の開閉が阻害されていると判定されたとき、上記開閉体が停止または反転するように、上記駆動部を制御する駆動制御部と
を備える。

この発明の一態様に係る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を備えた開閉装置の制御方法であって、
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を所定の第１時間間隔毎に開閉速度記憶部に記憶させ、
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所定の目標速度に近づくように、上記駆動部に供給されるパルス幅変調信号のデューティ比を調整し、
上記パルス幅変調信号のデューティ比を所定の第２時間間隔毎にデューティ比記憶部に記憶させ、
上記開閉速度記憶部が最新の開閉速度を記憶した時間から、所定の第１平均算出時間前までの間に、上記開閉速度記憶部が記憶した複数の開閉速度のそれぞれと、このそれぞれの開閉速度の前に記憶された開閉速度との差分の第１平均値を算出し、
上記デューティ比記憶部が最新のデューティ比を記憶した時間から、所定の第２平均算出時間前までの間に、上記デューティ比記憶部が記憶した複数のデューティ比のそれぞれと、このそれぞれのデューティ比の前に記憶されたデューティ比との差分の第２平均値を算出し、
上記第１平均値が所定の第１閾値以下であり、かつ、上記第２平均値が所定の第２閾値以上であるとき、上記開閉体の開閉が阻害されていると判定し、
上記開閉体の開閉が阻害されていると判定されたとき、上記開閉体が停止または反転するように、上記駆動部を制御する。

この発明の開閉装置およびその制御方法は、開閉体の開閉が阻害されているとの誤判定を減らすことができる。

この発明の一実施形態のバックドア開閉装置を搭載する車体の斜め概略背面図である。 上記車体の第１スピンドルドライブ機構の概略断面図である。 上記実施形態のバックドア開閉装置のブロック図である。 上記実施形態のバックドア開閉装置の制御を説明するためのフローチャートである。 参考例のバックドア開閉装置の判定を説明するためのグラフである。 上記実施形態のバックドア開閉装置の判定を説明するためのグラフである。

以下、この発明の開閉装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ＢＣＭ２５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。

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。

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。

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。

また、制御装置３１は、速度位置算出部３１ａ、開閉速度記憶部３１ｂ、フィードバック制御部３１ｃ、デューティ比記憶部３１ｄ、第１平均値算出部３１ｅ、第２平均値算出部３１ｆ、判定部３１ｇ、差分算出部３１ｈおよび駆動制御部３１ｉを有している。この速度位置算出部３１ａ、フィードバック制御部３１ｃ、第１平均値算出部３１ｅ、第２平均値算出部３１ｆ、判定部３１ｇ、差分算出部３１ｈおよび駆動制御部３１ｉは、それぞれ、ソフトウェアで構成されている。

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。

開閉速度記憶部３１ｂは、速度位置算出部３１ａによって算出されたバックドア３の開閉速度を所定の第１時間間隔毎に記憶する。この開閉速度記憶部３１ｂは、例えば、バックドア３の開閉速度を複数個記憶可能な半導体メモリなどの記憶装置で構成される。

フィードバック制御部３１ｃは、回転センサ１５から入力される速度位置算出部３１ａによって検出されたバックドア３の開閉速度が所定の目標速度に近づくように、電動モータ５に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。この目標速度は、バックドア３の各開閉位置に応じて予め設定されている(図６参照)。

デューティ比記憶部３１ｄは、フィードバック制御部３１ｃによって調整されたパルス幅変調信号のデューティ比を所定の第２時間間隔毎に記憶する。このデューティ比記憶部３１ｄは、例えば、デューティ比を複数個記憶可能な半導体メモリなどの記憶装置で構成される。

第１平均値算出部３１ｅは、開閉速度記憶部３１ｂが最新の開閉速度を記憶した時間から、所定の第１平均算出時間前までの間に、開閉速度記憶部３１ｂが記憶した複数の開閉速度に関して、この複数の開閉速度のそれぞれと、このそれぞれの開閉速度の直前に記憶された開閉速度との差分に基づいて、この差分の平均値ＡＶ_Ｓを算出する。より具体的に説明すると、第１平均値算出部３１ｅは、例えば、次の式１を用いて平均値ＡＶ_Ｓを算出する。なお、平均値ＡＶ_Ｓは第１平均値の一例である。

［式１］

第１平均値算出部３１ｅが式１を用いる場合、例えば、第１時間間隔は１０ｍｓに設定され、かつ、第１平均算出時間は３０ｍｓに設定される。このとき、第１平均算出時間内に開閉速度記憶部３１ｂに記憶された開閉速度のサンプル数ｐは４となり、最新の開閉速度を含む過去４個の開閉速度を用いて、平均値ＡＶ_Ｓが算出される。例えば、検出回数ｎが１０回目の場合には最新の開閉速度Ｓ_１０を含む過去４個の開閉速度Ｓ_７～Ｓ_１０を用いて平均値ＡＶ_Ｓが算出され、検出回数ｎが１１回目の場合には開閉速度Ｓ_８～Ｓ_１１を用いて平均値ＡＶ_Ｓが算出される。また、平均値ＡＶ_Ｓは第１時間間隔と同じ１０ｍｓ毎に算出される。なお、平均値ＡＶ_Ｓの算出は、電動モータ５へのＰＷＭ信号の供給の開始と同時に開始してもよいし、電動モータ５へのＰＷＭ信号の供給から所定時間経過してから開始してもよい。

第２平均値算出部３１ｆは、デューティ比記憶部３１ｄが最新のデューティ比を記憶した時間から、所定の第２平均算出時間前までの間に、デューティ比記憶部３１ｄが記憶した複数のデューティ比に関して、この複数のデューティ比のそれぞれと、このそれぞれのデューティ比の直前に記憶されたデューティ比との差分に基づいて、この差分の平均値ＡＶ_Ｄを算出する。より具体的に説明すると、第２平均値算出部３１ｆは、例えば、次の式２を用いて平均値ＡＶ_Ｄを算出する。なお、平均値ＡＶ_Ｄは第２平均値の一例である。

［式２］

第２平均値算出部３１ｆが式２を用いる場合、例えば、平均値ＡＶ_Ｄの算出周期は平均値ＡＶ_Ｓの算出周期と同じにされ、かつ、ＰＷＭ信号のデューティ比の検出間隔はバックドア３の開閉速度の検出間隔と同じにされる。すなわち、例えば、第２時間間隔は上記第１時間間隔と同じ１０ｍｓに設定され、かつ、第２平均算出時間は上記第１平均算出時間と同じ３０ｍｓに設定される。このとき、第２平均算出時間内にデューティ比記憶部３１ｄに記憶されたデューティ比のサンプル数ｑは４となり、最新のデューティ比を含む過去４個のデューティ比を用いて、平均値ＡＶ_Ｄが算出される。例えば、検出回数ｍが１０回目の場合には最新のデューティ比Ｄ_１０を含む過去４個のデューティ比Ｄ_７～Ｄ_１０を用いて平均値ＡＶ_Ｄが算出され、検出回数ｍが１１回目の場合にはデューティ比Ｄ_８～Ｄ_１１を用いて平均値ＡＶ_Ｄが算出される。なお、平均値ＡＶ_Ｄを算出するための処理は、平均値ＡＶ_Ｓを算出するための処理と同じタイミングで開始させてもよい。また、平均値ＡＶ_Ｄの算出は、電動モータ５へのＰＷＭ信号の供給の開始と同時に開始してもよいし、電動モータ５へのＰＷＭ信号の供給から所定時間経過してから開始してもよい。

判定部３１ｇは、第１平均値算出部３１ｅによって算出された平均値ＡＶ_Ｓが所定の第１閾値ＴＨ_１以下であり、かつ、第２平均値算出部３１ｆによって算出された平均値ＡＶ_Ｄが所定の第２閾値ＴＨ_２以上であるとき、バックドア３の開閉が阻害されていると判定する。このとき、例えば、第１閾値ＴＨ_１は負の値に設定される一方、第２閾値ＴＨ_２は正の値に設定される。また、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ＴＨ_１および第２閾値ＴＨ_２を求めることができる。

差分算出部３１ｈは、上記目標速度から、速度位置算出部３１ａによって検出されたバックドア３の開閉速度を引いた差分ＤＳを算出する。より具体的に説明すると、差分算出部３１ｈは、次の式３などを用いて差分ＤＳを算出する。この差分ＤＳが所定の第３閾値ＴＨ_３を超えているときに、判定部３１ｇの判定が行われるようになっている。すなわち、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えていないときは、平均値ＡＶ_Ｓと第１閾値ＴＨ_１との比較、および、平均値ＡＶ_Ｄと第２閾値ＴＨ_２との比較は、行われない。また、例えば、バックドア３の開閉阻害の車両実験データを分析することにより、第３閾値ＴＨ_３を求めることができる。なお、上記車両実験データの取得は、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われる。

駆動制御部３１ｉは、判定部３１ｇによってバックドア３の開閉が阻害されていると判定されたとき、バックドア３が停止するように、電動モータ５を制御する。

［式３］

以下、図４のフローチャートを用いて、バックドア３の開放時の制御について説明する。

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。

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。

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。

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(リリース位置)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。

次に、ステップＳ５で、バックドア３が開放するように、現時点のバックドア３の開閉位置に対応する目標速度に近づくようにフィードバック制御部３１ｃによってデューティ比が調整された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。

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の現在の開閉速度を開閉速度記憶部３１ｂに記憶し、第１平均値算出部３１ｅによって平均値ＡＶ_Ｓを算出する。また、ステップＳ５で調整されたパルス幅変調信号のデューティ比をデューティ比記憶部３１ｄに記憶し、第２平均値算出部３１ｆによって平均値ＡＶ_Ｄを算出する。そして、平均値ＡＶ_Ｓが第１閾値ＴＨ_１以下であるか否かの判定と、平均値ＡＶ_Ｄが第２閾値ＴＨ_２以上であるか否かの判定と、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えているか否かの判定とが、行われる。このとき、平均値ＡＶ_Ｓが第１閾値ＴＨ_１以下でない、平均値ＡＶ_Ｄが第２閾値ＴＨ_２以上でない、または、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えていないと判定されると、バックドア３の開閉の阻害はないとみなして、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７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。このとき、バックドア３の位置は全開位置ではないと判定されると、ステップＳ５に戻る。このステップＳ５～Ｓ７の処理の繰り返しは、第１時間間隔、および、第２時間間隔と同じ１０ｍｓごとに実行される。この繰り返し実行されるステップＳ５～Ｓ７の処理の回数が、開閉速度の検出回数ｎ、および、デューティ比の検出回数ｍとなる。一方、バックドア３の位置は全開位置であると判定されると、ステップＳ８で、スピンドルドライブ機構４の電動モータ５へのＰＷＭ信号の出力を徐々に停止して、上記制御が終了する。

また、ステップＳ６で、平均値ＡＶ_Ｓが第１閾値ＴＨ_１以下であって、かつ、平均値ＡＶ_Ｄが第２閾値ＴＨ_２以上であって、かつ、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えていると判定されると、バックドア３の開閉の阻害があるとみなして、ステップＳ７を跳ばしてステップＳ８に進む。

このように、ステップＳ６の判定では、第１平均値算出部３１ｅによって算出された平均値ＡＶ_Ｓと、第２平均値算出部３１ｆによって算出された平均値ＡＶ_Ｄとが用いられる。この第１平均値算出部３１ｅによって算出された平均値ＡＶ_Ｓは、バックドア３の開閉が阻害されているとき、減少する傾向を示す。これは、バックドア３の開閉が阻害されると、バックドア３の開閉速度は急激に遅くなるため、バックドア３の開閉速度から、この開閉速度の直前に検出された開閉速度を引いた差分が大きくなるためである。また、所定の第１時間間隔毎に算出された開閉速度の差分の平均値ＡＶ_Ｓは、外乱、ノイズなどの影響を平滑化でき、バックドア３の開閉速度の減少を傾向を示す値として算出することができる。

一方、第２平均値算出部３１ｆによって算出された平均値ＡＶ_Ｄは、バックドア３の開閉が阻害されているとき、増加する傾向を示す。これは、バックドア３の開閉が阻害されると、バックドア３の開閉速度は急激に遅くなり、目標速度との差が徐々に大きくなることに起因する。バックドア３の開閉速度と目標速度との差が徐々に大きくなると、フィードバック制御部３１ｃは、バックドア３の開閉速度が目標速度に近づくように、電動モータ５に供給されるＰＷＭ信号のデューティ比を徐々に増加させる。また、所定の第２時間間隔毎に算出されたデューティ比の差分の平均値ＡＶ_Ｄは、外乱、ノイズなどの影響を平滑化でき、バックドア３の開閉速度の減少を傾向を示す値として算出することができる。

したがって、平均値ＡＶ_Ｓが第１閾値ＴＨ_１以下であるか否かの判定と、平均値ＡＶ_Ｄが第２閾値ＴＨ_２以上であるか否かとの判定とに基づいて、バックドア３の開閉が阻害されていると判定をしたとき、この判定の正確性は高い。その結果、バックドア３の開閉が阻害されているとの誤判定を減らすことができる。

ここで、バックドア３の開閉が阻害されている場合としては、例えば、バックドア３の開方向の回動時、人体などの異物が車体１の後方の壁とバックドア３との間に挟まる場合、または、バックドア３が後方もしくは上方の壁に衝突する場合がある。他の場合としては、例えば、バックドア３の閉方向の回動時、人体などの異物が車体１とバックドア３との間に挟まる場合がある。

また、バックドア３の開閉が阻害されていると判定されたとき、スピンドルドライブ機構４の電動モータ５にＰＷＭ信号が供給されなくなるので、バックドア３の回動が停止する。したがって、バックドア３が異物を挟んだ状態で回動し続けようとする状態を防ぐことができる。

また、ステップＳ６の判定では、差分算出部３１ｈによって算出された差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えていなければ、バックドア３の開閉が阻害されていないとみなされるので、バックドア３の開閉が阻害されているか否かの判定に係る信頼性をさらに高めることができる。

また、第１平均値算出部３１ｅで採用する第１時間間隔を、第２平均値算出部３１ｆで採用する第２時間間隔と同じにすれば、制御の複雑化を防ぐことができる。

また、第１閾値ＴＨ_１が負の値に設定されることにより、平均値ＡＶ_Ｓの減少傾向を確実に検出することができる。

一方、第２閾値ＴＨ_２が正の値に設定されることにより、平均値ＡＶ_Ｄの増加傾向を確実に検出することができる。

図５は、バックドア３の開閉の阻害の有無を参考例のバックドア開閉装置で判定したときのデータを示すグラフである。また、図６は、バックドア３の開閉の阻害の有無を本実施形態のバックドア開閉装置１７で判定したときのデータを示すグラフである。なお、図５，図６では、同じタイミングで阻害が発生し、時間ｔ’，ｔのときに、バックドア３の開閉が阻害されているとみなされている。

上記参考例のバックドア開閉装置は、平均値ＡＶ_Ｓ，ＡＶ_Ｄを用いずに、差分ＤＳだけを用いて、バックドア３の開閉の阻害の有無を判定するものである。すなわち、差分ＤＳが閾値ＴＨ’_３を超えるだけで、バックドア３の開閉が阻害されていると判定する。このとき、上記判定の信頼性を上げるため、図５に示すように、閾値ＴＨ’_３は第３閾値ＴＨ_３よりも大きく設定される。

また、上記判定は、バックドア３の開閉速度の変動が大きい開放初期の期間Ｔ_０で行うことができない。仮に、上記判定を期間Ｔ_０で行うと、バックドア３の開閉が阻害されているかを正確に判定できなくなる。したがって、上記参考例のバックドア開閉装置では、期間Ｔ_ｏは、バックドア３の開閉の阻害の有無の判定を禁止する期間となる。

これに対して、本実施形態のバックドア開閉装置１７は、バックドア３の開閉の阻害の有無の判定に平均値ＡＶ_Ｓ，ＡＶ_Ｄを用いるので、図６に示すように、第３閾値ＴＨ_３を閾値ＴＨ’_３より小さくすることができる。これにより、時間ｔが時間ｔ’より短くなり、本実施形態のバックドア開閉装置１７は、参考例のバックドア開閉装置と比べて、より早くバックドア３の開閉の阻害を検出することができる。

また、差分ＤＳだけでなく、平均値ＡＶ_Ｓ，ＡＶ_Ｄも用いる場合、期間Ｔ_ｏでも、バックドア３の開閉の阻害の有無を正確に判定することができる。したがって、本実施形態のバックドア開閉装置では、期間Ｔ_ｏは、バックドア３の開閉の阻害の有無の判定を禁止する期間とならない。

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。

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。

上記実施形態では、バックドア開閉装置１７は、バックドア３を開方向に回動させるとき、バックドア３の開閉が阻害しているか否かを判定していたが、バックドア３を閉方向に回動させるときも、バックドア３の開閉が阻害しているかを判定してもよい。このようにする場合でも、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

上記実施形態では、速度位置算出部３１ａ、フィードバック制御部３１ｃ、第１平均値算出部３１ｅ、第２平均値算出部３１ｆおよび判定部３１ｇ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。

上記実施形態では、ステップＳ６において、平均値ＡＶ_Ｓが第１閾値ＴＨ_１以下であるか否かの判定と、平均値ＡＶ_Ｄが第２閾値ＴＨ_２以上であるか否かの判定と、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えているか否かの判定とが、行われていたが、差分ＤＳが第３閾値ＴＨ_３を超えているか否かの判定は別の判定に変えてもよい。

上記実施形態では、第１平均算出時間内に開閉速度記憶部３１ｂに記憶された全ての開閉速度を用いて第１平均値ＡＶ_Ｓを算出しているが、これに限定されるものではなく、第１平均算出時間内に開閉速度記憶部３１ｂに記憶された複数の開閉速度のうちの一部を用いて第１平均値ＡＶ_Ｓを算出するようにしてもよい。例えば、連続しない複数の開閉速度(例えば、開閉速度Ｓ_n，Ｓ_n-１，Ｓ_n-2，Ｓ_n-３，Ｓ_n-4から開閉速度Ｓ_n-１，Ｓ_n-３を間引いたもの：Ｓ_n、Ｓ_n-2、Ｓ_n-4)のそれぞれから、その複数の開閉速度のそれぞれの１つ前の開閉速度を引いた差分に基づいて、この差分の第１平均値が算出されるようにしてもよい。

上記実施形態では、第２平均算出時間内にデューティ比記憶部３１ｄに記憶された全てのデューティ比を用いて第２平均値ＡＶ_Ｄを算出しているが、これに限定されるものではなく、第２平均算出時間内にデューティ比記憶部３１ｄに記憶された複数のデューティ比のうちの一部を用いて第２平均値ＡＶ_Ｄを算出するようにしてもよい。例えば、連続しない複数のデューティ比(例えば、Ｄ_ｍ，Ｄ_ｍ-１，Ｄ_ｍ-2，Ｄ_ｍ-３，Ｄ_ｍ-4から、開閉速度Ｄ_ｍ-１，Ｄ_n-３を間引いたもの：Ｄ_ｍ，Ｄ_ｍ-2，Ｄ_n-4)のそれぞれから、このそれぞれのデューティ比の１つ前のデューティ比を引いた差分に基づいて、この差分の第２平均値が算出されるようにしてもよい。

上記実施形態では、バックドア３の開閉が阻害されていると判定すると、バックドア３の開閉方向の回動が停止するようにしていたが、バックドア３が反転するようにしてもよい。このようにする場合、スピンドルドライブ機構４の電動モータ５に供給するＰＷＭ信号に基づいて、バックドア３の開閉方向を判定してもよい。

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。

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 開閉速度記憶部
３１ｃ フィードバック制御部
３１ｄ デューティ比記憶部
３１ｅ 第１平均値算出部
３１ｆ 第２平均値算出部
３１ｇ 判定部
３１ｈ 差分算出部
３１ｉ 駆動制御部

Claims (5)

1. 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、
   上記開閉速度検出部によって検出された上記開閉体の開閉速度を所定の第１時間間隔毎に記憶する開閉速度記憶部と、
   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所定の目標速度に近づくように、上記駆動部に供給されるパルス幅変調信号のデューティ比を調整するフィードバック制御部と、
   上記フィードバック制御部によって調整された上記パルス幅変調信号のデューティ比を所定の第２時間間隔毎に記憶するデューティ比記憶部と、
   上記開閉速度記憶部が最新の開閉速度を記憶した時間から、所定の第１平均算出時間前までの間に、上記開閉速度記憶部が記憶した複数の開閉速度のそれぞれと、このそれぞれの開閉速度の前に記憶された開閉速度との差分を算出して、この差分の第１平均値を算出する第１平均値算出部と、
   上記デューティ比記憶部が最新のデューティ比を記憶した時間から、所定の第２平均算出時間前までの間に、上記デューティ比記憶部が記憶した複数のデューティ比のそれぞれと、このそれぞれのデューティ比の前に記憶されたデューティ比との差分の第２平均値を算出する第２平均値算出部と、
   上記第１平均値が所定の第１閾値以下であり、かつ、上記第２平均値が所定の第２閾値以上であるとき、上記開閉体の開閉が阻害されていると判定する判定部と、
   上記開閉体の開閉が阻害されていると判定されたとき、上記開閉体が停止または反転するように、上記駆動部を制御する駆動制御部と
   を備え、
   上記目標速度から、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を引いた差分を算出する差分算出部を備え、
   上記判定部の判定は、上記差分算出部によって算出された差分が所定の第３閾値を超えているときに行われることを特徴とする開閉装置。
2. 請求項１に記載の開閉装置において、
   上記第１時間間隔は上記第２時間間隔と同じであることを特徴とする開閉装置。
3. 請求項１または２に記載の開閉装置において、
   上記第１閾値は負の値に設定される一方、上記第２閾値は正の値に設定されることを特徴とする開閉装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の開閉装置において、
   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。
5. 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を備えた開閉装置の制御方法であって、
   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を所定の第１時間間隔毎に開閉速度記憶部に記憶させ、
   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所定の目標速度に近づくように、上記駆動部に供給されるパルス幅変調信号のデューティ比を調整し、
   上記パルス幅変調信号のデューティ比を所定の第２時間間隔毎にデューティ比記憶部に記憶させ、
   上記開閉速度記憶部が最新の開閉速度を記憶した時間から、所定の第１平均算出時間前までの間に、上記開閉速度記憶部が記憶した複数の開閉速度のそれぞれと、このそれぞれの開閉速度の前に記憶された開閉速度との差分の第１平均値を算出し、
   上記デューティ比記憶部が最新のデューティ比を記憶した時間から、所定の第２平均算出時間前までの間に、上記デューティ比記憶部が記憶した複数のデューティ比のそれぞれと、このそれぞれのデューティ比の前に記憶されたデューティ比との差分の第２平均値を算出し、
   上記目標速度から、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を引いた差分を算出し、
   上記第１平均値が所定の第１閾値以下であり、かつ、上記第２平均値が所定の第２閾値以上であり、さらに上記差分が所定の第３閾値を超えているとき、上記開閉体の開閉が阻害されていると判定し、
   上記開閉体の開閉が阻害されていると判定されたとき、上記開閉体が停止または反転するように、上記駆動部を制御することを特徴とする開閉装置の制御方法。

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