KR20040054781A - 차량 개폐체용 제어 장치 - Google Patents

Abstract

차량 개폐체용 제어 장치에는 듀티비 산출기(78)가 제공되며, 상기 듀티비 산출기는, 개폐체가 개폐하도록 하는 도어 구동 모터(48)에 공급된 전력이, 목표 개폐체 속도와 실제 개폐체 속도 간의 속도차에 음의 비례 게인을 승산하여 구한 값인 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산하여 구한 제2 승산값을 가산한 결과에 기초하여 듀티비 제어될 때의 듀티비를 산출한다.

Description

차량 개폐체용 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR VEHICULAR OPENING/CLOSING BODY}

지금까지, 차량에 제공된 슬라이드형 도어 기구를 모터의 구동력으로 개폐시키는 파워 슬라이드 도어 시스템이 공지되어 있다. 차량 슬라이드 도어를 모터를 구동시켜 자동 개폐하는 차량 슬라이드 도어를 개폐하기 위한 이러한 형태의 제어 장치에는, 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 유닛이 제공되어 있다. 이 회전수 검출 유닛에 의하여 검출된 소정 시간당 모터의 회전수에 기초하여 슬라이드 도어의 이동 속도를 산출하여, 산출된 슬라이드 도어의 이동 속도와 목표 이동 속도에 기초하여 모터의 구동력, 예컨대 PWM(Pulse Width Modulation) 제어의 듀티비를 제어하는 기술이 일본 특개평 제2000-127764호에 개시되어 있다.

상술된 기술에서, 슬라이드 도어의 속도가 목표 속도(VL)보다 소정값 느린 판정 속도(VJ)보다 느릴 때, 상기 슬라이드 도어의 속도가 목표 속도(VL)보다 소정값(VL-VJ) 이상으로 느린 상태가 지속된다는 사실은, 구동 모터의 회전 펄스 신호들의 카운트에 의하여 나타난다. 다음, 그 카운트수가 상술된 지속 상태가 판정되는 값에 도달할 때, 구동 모터의 듀티비(d)가 증가한다. 증분(Δd)으로서 산출된 값은 비교적 작게 설정되며, 예컨대 2%일 수도 있다. 이 개시된 기술에 따라, 상술된 제어를 행함으로써, 핀칭(pinching)이 발생하여도 모터 토크의 급격한 증가가 방지될 수 있고, 슬라이드 도어의 속도는 부하 변화에 상관없이, 목표 속도와 일치하도록 할 수 있다.

그러나, 상술된 기술에서, 핀칭이 발생하여 슬라이드 도어의 실제 속도가 느려지는 경우에, 구동 모터의 듀티비는 그 값이 작았어도 증가되었다. 그러므로, 구동 모터의 토크는 그 값이 작았어도 증가되었으며, 따라서 핀칭 부하가 증가된다는 피할수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은, 차량에 제공되고, 예컨대 탑승자가 차량을 타고 내릴 때 개폐 동작을 행하는 차량 개폐체의 속도를 제어하는 차량 개폐체용 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 개폐체의 제어 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 펄스 인코더의 전면의 사시도이다.

도 3은 펄스 인코더의 이면의 사시도이다.

도 4는 도어 개폐 제어 유닛의 기능적인 구성을 도시하는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 듀티비 산출 유닛을 포함하는 네가티브 피드백 제어에 의한 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

도 6은 실제 도어 속도에 관한 목표 응답성 및 외란의 응답성을 도시하는 그래프이다.

도 7은 도어 속도/인가 전압의 응답 특성을 도시하는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라, 듀티비 산출 유닛을 포함하는 네가티브 피드백 제어에 의한 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따라, 듀티비 산출 유닛을 포함하는 네가티브 피드백에 의한 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따라, 듀티비 산출 유닛을 포함하는 네가티브 피드백 제어에 의한 제어 시스템계의 구성을 도시하는 도면이다.

도 11은 도어 위치 정보를 산출하는 처리 순서를 도시하는 흐름도이다.

도 12는 듀티비를 산출하는 처리 순서를 도시하는 흐름도이다.

도 13은 듀티비를 산출하는 다른 처리 순서를 도시하는 흐름도이다.

도 14는 각 게인의 값과 각 도어 개폐 위치와의 관계를 나타내는 테이블 1을 도시하는 도면이다.

이 관점에서, 본 발명은 상기 문제점을 고려하여 발명되었다. 본 발명의 목적은, 핀칭의 발생으로 인하여 개폐체의 속도가 느려져도, 핀칭 부하를 감소시키는 차량 개폐체용 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 차량 개폐체용 제어 장치는, 차량에 제공된 차량 개폐체의 실제 개폐 속도인 실제 개폐체 속도를 검출하는 실제 속도 검출 유닛과, 상기 차량 개폐체의 목표 개폐 속도인 목표 개폐체 속도를 생성하는 목표 속도 생성 유닛과, 상기 목표 속도 생성 유닛으로 생성된 목표 개폐체 속도와, 상기 실제 속도 검출 유닛으로 검출된 실제 개폐체 속도 간의 속도차를 획득하여, 상기 획득된 속도차를 이용하여 상기 차량 개폐체를 개폐하도록 구동하는 모터에 공급되는 전력이 듀티 제어될 때의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출 유닛과, 상기 듀티비 설정 유닛에 의하여 듀티비를 산출할 때 사용되는 게인을 설정하는 게인 설정 유닛을 포함하며, 상기 듀티비 산출 유닛은, 상기 속도차에 비례 게인을 곱한 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산한 제2 승산값과, 실제 개폐체 속도에 피드백 게인을 승산한 제3 승산값을 가산함으로써 획득된 가산 결과에 기초하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 핀칭 등으로 인한 개폐체의 급격한 부하 변동에 대하여, 부하의 영향을 방지하는 데 충분한 정도로 개폐체의 실제 속도를 저하시킴으로써 핀칭 부하의 감소가 달성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

예컨대, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 구성된 슬라이드 도어 제어 시스템에 적용된다.

이 슬라이드 도어 제어 시스템에는, 슬라이드 도어(1)를 반 폐쇄 위치(하프 래치 위치)에서 완전 개방 위치의 범위까지의 개폐 구동을 제어하는 슬라이드 도어 개폐 시스템(11)과, 슬라이드 도어(11) 내에 제공되며, 슬라이드 도어(1)를 반 폐쇄 위치(하프 래치 위치)에서 완전 폐쇄 위치(풀 래치 위치)까지의 범위로 구동 제어하는 도어 클로저 시스템(12)이 제공되어 있다.

이 슬라이드 도어 제어 시스템에서, 슬라이드 도어 개폐 시스템(11)에 의하여 제어되는 슬라이드 도어(1)의 제어 도메인은, 반 폐쇄 상태가 검출되는 위치(하프 래치 위치)부터 완전 개방 위치까지의 범위이다. 이 범위는 도어 클로저 시스템(12)의 제어 이외의 도메인에서 완전 개방 위치까지의 범위와 동일하다.

도어 클로저 시스템(12)은 미도시된 배터리와 접속된 급전 커넥터(21), 클로즈(close) 모터(22), 릴리스(release) 모터(23), 래치 메카니즘(24), 하프 래치 스위치(25), 및 도어 핸들(2)에 접속된 클로저 콘트롤러(26)를 포함하여 구성된다.

하프 래치 스위치(25)는, 슬라이드 도어(1)가 하프 래치 위치에 도달하는 것을 검출하면, 하프 래치 검출 신호를 클로저 콘트롤러(26)에 보낸다.

또한, 래치 기구(24)는 클로즈 모터(22)에 의해 발생한 토크에 의해 구동된다. 다음, 래치 기구(24)는 슬라이드 도어(1)에 제공된 미도시된 스트라이커와 체결되어, 슬라이드 도어(1)를 반 폐쇄 상태에서 완전 폐쇄 상태로 설정한다. 한편, 릴리스 모터(23)에 의해 발생된 토크에 의해 래치 기구(24)가 구동된다. 다음, 래치 기구(24)는 슬라이드 도어(1)에 제공된 미도시된 스트라이커와의 체결을 해제하여, 슬라이드 도어(1)를 완전 폐쇄 상태에서 개방 상태로 설정한다.

클로저 콘트롤러(26)는 도어 핸들(2)의 동작 입력 신호, 하프 래치 검출 신호, 및 후술되는 도어 개폐 제어 유닛(36)으로부터의 동작 입력 신호를 받아, 래치 기구(24)의 동작을 제어한다. 이 클로저 콘트롤러(26)는 유저에 의한 도어 핸들(2)의 동작에 의해 슬라이드 도어(1)가 개방 상태로 동작되는 것을 검출한다.

또한, 이 클로저 콘트롤러(26)는, 슬라이드 도어(1)가 개방 상태에 있다는것을 인식하는 경우, 클로저 콘트롤러(26)는, 슬라이드 도어(1)가 하프 래치 스위치(25)에 의해 하프 래치 위치에 도달한다는 인식에 응답하여, 그리고 슬라이드 도어(1)가 완전 폐쇄 상태에 설정되도록 명령하는 신호의 수신에 응답하여, 급전 커넥터(21)에서 클로즈 모터(22)로 전력을 공급한다. 따라서, 클로저 콘트롤러(26)에 의해 클로즈 모터(22)가 토크를 발생시킨다. 이러한 방식으로, 클로저 콘트롤러(26)는 래치 기구(24)를 동작하게 하여, 슬라이드 도어(1)를 완전 폐쇄 상태에 설정한다.

또한, 클로저 콘트롤러(26)는, 슬라이드 도어(1)가 완전 폐쇄 상태에 있다는 것을 인식하는 경우, 후술되는 도어 개폐 조작 유닛(34) 또는 키리스(keyless) 콘트롤러(35)로부터의 신호가 도어 개폐 제어 유닛(36)을 통하여 수신되는 것에 응답하여, 급전 커넥터(21)로부터의 전력을 릴리스 모터(23)에 공급한다. 따라서, 클로저 콘트롤러(26)에 의해 릴리스 모터(23)가 토크를 생성한다. 이러한 방식으로, 클로저 콘트롤러(26)는 래치 기구(24)를 동작시켜, 슬라이드 도어(1)를 개방 상태에 설정하고, 동일한 슬라이드 도어(1)를 틈마개(weatherstrip)의 반력에 의하여 하프 래치 위치보다도 개방 방향으로 위치시킨다. 이 상태에서, 슬라이드 도어(1)는, 슬라이드 도어 개폐 시스템(11)에 의하여 제어되는 영역에 위치된다.

슬라이드 도어 개폐 시스템(11)에는, 슬라이드 도어(1)에 접속된 도어 구동 유닛(31), 부저(32), 메인 조작 유닛(33), 도어 개폐 조작 유닛(34), 키리스 콘트롤러(35), 및 이들을 제어하는 도어 개폐 제어 유닛(36)이 제공되어 있다.

예컨대, 메인 조작 유닛(33) 및 도어 개폐 조작 유닛(34)은 유저가 탄 차량에 의하여 조작가능한 위치에 배치된다. 이들 메인 조작 유닛(33) 및 도어 개폐 조작 유닛(34)은 유저에 의한 조작에 따라 도어 개폐 제어 유닛(36)에 조작 입력 신호들을 공급한다.

도어 개폐 조작 유닛(34)에는, 슬라이드 도어(1)의 개방 동작의 개시를 명령하는 조작 입력 신호를 생성하기 위한 스위치와, 슬라이드 도어(1)의 폐쇄 동작의 개시를 명령하는 조작 입력 신호를 생성하기 위한 스위치가 제공된다. 이 도어 개폐 조작 유닛(34)은 각 스위치들의 조작에 따라 조작 입력 신호들을 도어 개폐 제어 유닛(36)에 공급한다.

메인 조작 유닛(33)에는, 슬라이드 도어 제어 시스템의 제어를 허가하고 금지하는 신호를 생성하는 스위치가 제공된다. 메인 조작 유닛(33)은 상기 유닛의 조작에 따라 허가 신호 또는 금지 신호를 도어 개폐 제어 유닛(36)에 공급한다.

키리스 콘트롤러(35)는, 휴대형 원격 콘트롤러에 제공된 스위치의 조작에 의하여 휴대용 원격 콘트롤러로부터 전송된 무선 신호를 받아, 상기 무선 신호로부터 조작 입력 신호를 생성하여, 도어 개폐 제어 유닛(36)에 상기 생성된 조작 입력 신호를 공급한다.

부저(32)는 도어 개폐 제어 장치(36)로부터의 구동 신호에 응답하여 울려서, 유저에게 슬라이드 도어(1)의 동작을 통지한다.

도어 구동 유닛(31)은 도어 접속 기구(41), 풀리들(42, 43), 드럼 기구(44), 스프링 기구(45)를 모두 와이어(46)를 통하여 접속시켜 포함한다. 또한, 이 도어 구동 유닛(31)은 드럼 기구(44)의 동작을 검출하여 슬라이드 도어(1)의 도어 구동펄스를 생성하는 펄스 인코더(47), 슬라이드 도어(1)를 개폐 구동시키는 토크를 발생시키는 도어 개폐 구동 모터(48), 및 도어 개폐 구동 모터(48)와 드럼 기구(44)를 접속/단절시키는 클러치 기구(49)를 포함한다.

도어 구동 유닛(31)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 구성되며, 그 전면들과 이면들을 부분적으로 도시하는 사시도이다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 도어 구동 유닛(31)은 슬라이드 도어(1)에 접속된 와이어(46), 측면 주위에 이 와이어(46)에 의하여 감긴 드럼 기구(44), 및 일정 장력에 이 와이어(46)를 유지하는 스프링 기구(45)를 포함하고, 이들 모두는 케이스(50)에 수용되어 있다. 드럼 기구(44)는, 도어 개폐 구동 모터(48)가 회전하면, 그 토크에 의해 회전하여, 와이어(46)를 감고 해제한다. 드럼 기구(44)는 와이어(46)를 감고 해제하는 동작을 수행하여, 슬라이드 도어(1)를 개방 방향 또는 폐쇄 방향으로 동작시킨다.

또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 도어 구동 유닛(31)은 드럼 기구(44)의 중심축과 인접하여 연결되어, 그 표면에 소정 간격으로 전극들이 형성된 회전 전극판(51)과, 상기 전극들이 형성된 이 회전 전극판(51)의 일부와 접하는 2개의 회전 검출 단자들(52)과, 그라운드 단자(53)를, 펄스 인코더(47)로서 포함한다. 드럼 기구(44)는 도어 개폐 구동 모터(48)의 토크에 의하여 회전되어, 회전 전극판(51)이 회전되고, 회전 검출 단자(52)가 각 전극들과 접하게 된다. 이 펄스 인코더(47)는 상술된 전기적 접촉에 응답하여 도어 구동 펄스를 생성한다. 따라서, 펄스 인코터(47)는 슬라이드 도어(1)의 개폐 동작에 따라 도어 구동 펄스를 도어 개폐 제어 유닛(36)에 공급한다. 이 펄스 인코더(47)에 의하여 생성된 이 도어구동 펄스는, 도어 개폐 구동 모터(48)와 펄스 인코더(47)가 서로 인접하게 접속되도록 구성되므로, 슬라이드 도어(1)의 이동 속도에 응답한 주파수를 가진다. 상술된 바와 같이 기계식 인코더가 본 실시예에서 사용되었으나, 예컨대 광학 인코더 등이 대신 사용될 수도 있다는 것에 주목바란다.

도어 개폐 구동 모터(48)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 회로(61)로부터 듀티비가 제어되는 전력이 공급된다. 다음, 도어 개폐 구동 모터(48)는 듀티비에 응답하여 토크를 생성한다. 따라서, 도어 개폐 구동 모터(48)는 클러치 기구(49)를 통하여 드럼 기구(44)를 회전 구동시켜, 슬라이드 도어(1)를 구동시킨다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 회로(61)와 배터리 전압 검출 유닛(62)이 도어 개폐 제어 유닛(36)에 접속되어 있다.

구동 회로(61)는 미도시된 배터리에 접속되어, 도어 개폐 제어 유닛(36)으로부터 보내진 듀티비 신호가 제공되며, 또한 도어 개폐 구동 모터(48)의 구동 방향을 나타내는 제어 신호가 제공된다. 이 구동 회로(61)는 듀티비 신호 및 제어 신호에 따라서, 구동 전류를 도어 개폐 구동 모터(48)에 공급한다. 따라서, 구동 회로(61)는 슬라이드 도어(1)의 개방 방향 또는 폐쇄 방향으로 도어 개폐 구동 모터(48)를 회전 구동시킨다.

배터리 전압 검출 유닛(62)은 미도시된 차량내 배터리에 접속되어, 배터리로부터 구동 회로(61)에 공급된 배터리 전압을 검출한다. 이 배터리 전압 검출 유닛(62)은 검출된 배터리 전압을 도어 개폐 제어 유닛(36)에 공급한다.

도 4는 도어 개폐 제어 유닛(36)의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 도 4에서, 도어 개폐 제어 유닛(36)은, 도어 개폐 조작 유닛(34), 메인 조작 유닛(33)으로부터 조작 입력 신호를 수신하는 조작 판단 유닛(71), 하프 래치 스위치(25)로부터 하프 래치 검출 신호를 받는 구동 판단 유닛(72), 구동 방향 결정 유닛(73), 펄스 인코더(47)로부터 도어 구동 펄스를 받는 도어 위치 산출 유닛(74), 속도 산출 유닛(75), 핀칭 판단 유닛(76), 목표 도어 속도 생성 유닛(77), 듀티비 산출 유닛(78), 및 피드백 게인 설정 유닛(79)을 포함한다.

도어 위치 산출 유닛(74)은 도어 구동 펄스를 받아 도어 위치를 산출한다. 예컨대, 이 도어 위치 산출 유닛(74)은 슬라이드 도어(1)가 완전 개방 위치에 위치될 때의 도어 위치 정보로서 수값 "300"을 유지한다. 다음, 도어 위치 산출 유닛(74)은, 슬라이드 도어(1)가 완전 개방 상태에서 폐쇄 방향으로 이동한 것에 의해 도어 구동 펄스를 받으면, 수값 "300"부터 차감을 행하여 도어 위치 정보를 산출한다. 이 도어 위치 산출 유닛(74)은 산출된 도어 위치 정보를 핀칭 판단 유닛(76), 구동 판단 유닛(72) 및 목표 도어 속도 생성 유닛(77)에 공급한다.

속도 산출 유닛(75)은 펄스 인코더(47)로부터 도어 구동 펄스를 받아, 도어 구동 펄스의 주기를 산출하여, 슬라이드 도어(1)의 실제 이동 속도를 산출하고, 실제 이동 속도 정보를 생성한다. 다음, 속도 산출 유닛(75)은 생성된 실제 이동 속도 정보를 핀칭 판단 유닛(76), 듀티비 산출 유닛(78) 및 피드백 게인 설정 유닛(79)에 공급한다.

핀칭 판단 유닛(76)은 도어 위치 정보 및 실제 이동 속도 정보에 기초하여슬라이드 도어(1)의 이물체의 핀칭을 검출한다. 이물체의 핀칭을 검출하면, 이 핀칭 판단 유닛(76)은 핀칭 검출 신호를 구동 판단 유닛(72)에 공급한다.

조작 판단 유닛(71)은, 도어 개폐 조작 유닛(34) 및 메인 조작 유닛(33)으로부터 조작 입력 신호들을 받으면, 도어 개폐 조작 유닛(34) 및 메인 조작 유닛(33)의 조작 내용을 판단하여, 조작 내용 판단 신호를 구동 판단 유닛(72)에 공급한다.

구동 판단 유닛(72)은, 조작 판단 유닛(71)으로부터의 조작 내용 판단 신호에 기초하여 유저의 조작 내용을 인식한다. 또한, 구동 판단 유닛(72)은, 하프 래치 스위치(4)로부터 하프 래치 검출 신호를 받으면, 슬라이드 도어(1)가 반 폐쇄 상태에 있다는 것을 인식한다. 이 반 폐쇄 상태에서, 구동 판단 유닛(72)은, 슬라이드 도어(1)의 위치가 슬라이드 도어 개폐 시스템(11)에 의하여 제어되는 범위 외에 있으나, 도어 클로저 시스템(12)에 의하여 제어되는 범위 내에 있다. 따라서, 구동 판단 유닛(72)은 슬라이드 도어(1)의 조작을 제어하지 않는 상태가 된다. 또한, 구동 판단 유닛(72)은 도어 위치 산출 유닛(74)과 핀칭 판단 유닛(76)과 접속되어, 도어 위치 정보 및 핀칭 검출 신호가 제공된다.

구동 판단 유닛(72)은, 입력된 신호에 기초하여 슬라이드 도어(1) 및 부저(32)의 구동 내용을 판단하여, 구동 신호를 부저(32)에 공급하며, 또한 슬라이드 도어(1)의 구동 내용을 나타내는 구동 내용 신호를 구동 방향 결정 유닛(73)에 공급한다.

구동 판단 유닛(72)은, 조작 판단 유닛(71)으로부터 슬라이드 도어(1)의 이동 방향을 반전시키도록 명령하는 조작 내용 판단 신호를 받으면, 우선 모터 브레이크가 구동 방향 결정 유닛(73)에 인가되도록 명령하는 구동 내용 신호를 공급한다. 이어서, 구동 판단 유닛(72)은, 모터 브레이크의 인가후 소정 기간후에 슬라이드 도어(1)가 반전 이동되도록 명령하는 구동 내용 신호를 구동 방향 결정 유닛(73)에 공급한다.

구동 방향 결정 유닛(73)은, 구동 판단 유닛(72)으로부터의 구동 내용 신호에 따라 도어 개폐 구동 모터(48)의 구동 방향을 판정하여, 구동 회로(61)의 릴레이(relay) 상태를 제어하는 제어 신호를 공급한다.

목표 속도 생성 유닛(77)은, 미리 도어 위치에 따른 목표 속도를 맵으로서 기억한다. 목표 속도 생성 유닛(77)은 도어 위치 산출 유닛(74)으로부터 도어 위치 정보를 받아, 도어 위치에 따라 슬라이드 도어(1)의 목표로서 목표 속도를 상기 맵으로부터 선택하여, 목표 속도 정보를 생성하고, 듀티비 산출 유닛(78) 및 피드백 게인 설정 유닛(79)에 상기 생성된 목표 속도 정보를 공급한다.

피드백 게인 설정 유닛(79)은 배터리 전압 검출 신호, 도어 위치 정보, 목표 속도 및 실제 이동 속도에 기초하여, 도어 개폐 구동 모터(48)에 필요한 토크를 발생시키기 위하여 적분 게인, 비례 게인, 피드포워드 게인 등을 설정한다. 다음, 피드백 게인 설정 유닛(79)은 상기 설정된 게인을 듀티비 산출 유닛(78)에 공급한다.

듀티비 산출 유닛(78)은, 피드백 게인 설정 유닛(79)에 의해 설정된 각 게인에 기초하여, 실제 도어 속도를 목표 속도에 설정하도록, 후술되는 연산을 행한다. 다음, 듀티비 산출 유닛(78)은 도어 개폐 구동 모터(48)에 필요한 토크를 발생시키는 듀티비를 나타내는 듀티 사이클 신호를 생성하여, 상기 생성된 듀티 사이클 신호를 구동 회로(61)에 공급한다.

도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀티비 산출 유닛(78)을 포함하는 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이며, 상기 제어 시스템은, 목표 도어 속도(VL)와 실제 도어 속도(V)와의 속도차에 기초한 네가티브 피드백 제어를 행한다. 도 5에서, 듀티비 산출 유닛(78)은, 목표 도어 속도와 실제 도어 속도의 음의 값을 받는 제1 가산기(81), 비례 게인 연산 유닛(82), 적분 연산 유닛(83), 적분 게인 연산 유닛(84), 비례 게인 연산 유닛(82)의 출력과 적분 게인 연산 유닛(84)의 출력을 가산하여 듀티비를 나타내는 듀티 사이클 신호를 공급하는 제2 가산기(85)를 포함한다. 듀티비 산출 유닛(78)에서, 비례 게인 연산 유닛(82)의 비례 게인과 적분 게인 연산 유닛(84)의 적분 게인이 피드백 게인 설정 유닛(79)에 의해 설정된다. 도 5에서, 제2 가산기(85)로부터 공급된 듀티 사이클 신호는 도어 제어 모델(86)에 공급되어, 실제 도어 속도(V)가 획득된다. 이 도어 제어 모델(86)은 후술되는 식 (1)으로 근사되도록 나타낸다.

도어 목표 속도와 실제 도어 속도가 듀티비 산출 유닛(78)에 제공될 때, 제1 가산기(81)에 의해 실제 도어 속도가 목표 도어 속도로부터 감산된다. 감산 결과는, 적분 연산 유닛(83)에 의해 적분되어, 비례 게인 연산 유닛(82)에 의해 음의 비례 게인(K2)으로 승산된다. 적분 연산 유닛(83)의 출력에, 적분 게인 연산 유닛(83)에 의해 적분 게인(K1)이 승산된다. 승산 결과는 제2 가산기(85)에서 비례 게인 연산 유닛(82)의 출력에 가산된다. 가산 결과는 듀티 사이클 신호로서 구동 회로(61)에 공급된다.

본 발명의 제1 실시예에서, 상술된 듀티비 산출 유닛(78)이 제공된다. 따라서, 실제 도어 속도(V)가 목표 도어 속도(VL) 보다 낮을 때, (VL-V)에 비례하는 값만큼 듀티비를 증가시키는 것은 아니라, 듀티비가 감소된다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 목표 도어 속도(VL)와 실제 도어 속도(V)와의 차를 소정 게인에 승산하는 통상의 네가티브 피드백 제어를 행하는 제어 시스템을 구성하는 경우에, 비례 게인(K2)에 대하여, 통상의 제어에 이용하는 양의 값을 대신하여, 음의 값이 이용된다. 본 발명의 제1 실시예는 이 방식을 특징으로 한다.

비례 게인(K2)이 음으로 설정될 때, 부하의 변동에 대하여 실제 도어 속도(V)가 목표 도어 속도(VL)와 일치하는 것은 불가능하다. 그러므로, 도 5에 도시된 듀티비 산출 유닛(78)에서, (VL-V)을 적분 연산 유닛(83)에 의해 적분한 값에 소정의 적분 게인(K1)을 승산한다. 상기 승산으로 획득된 값이, (VL-V)에 음의 비례 게인(K2)을 승산한 값에 부가된다.

핀칭 등의 발생으로 인하여 실제 도어 속도가 급격하게 저하하는 경우, 음의 비례 게인(K2)의 효과에 의해, 실제 도어 속도의 저하에 비례하여 듀티비가 감소된다. 따라서, 실제 도어 속도의 저하가 촉진되어, 핀칭 부하의 현저한 저하를 달성할 수 있다. 이와 동시에, 차량이 비탈 등에 위치됨으로 인하여 증감된 부하에 대하여, 이러한 부하는 급격히 변하는 부하가 아니므로, 적분값이 시간 경과에 따라서 충분히 증가한다. 이러한 방식으로, 모터 토크가 증가되고, 실제 도어 속도(V)는 목표 도어 속도(VL)에 일치되게 된다.

다음, 상기된 바와 같이 구성된 도어 개폐 제어 유닛(36)에서, 듀티비 산출 유닛(78)에 설정된 각 게인에 의하여 도어 개폐 구동 모터(48)의 응답성을 설명한다.

제어되는 도어 개폐 구동 모터(48)가 직류 모터인 경우, 구동 회로(61)로부터 공급된 배터리 전압과, 실제 이동 속도와의 관계는 하기 식 1에 나타내는 바와 같이 1차 지연의 특성으로서 근사(모델화)된다.

a/(s + τ) 식 (1)

여기서, τ는 상수이며, a는 듀티 제어되는 배터리 전압에 의존하는 함수이지만, 설명을 간단히 하기 위하여 상수로서 정의된다. 구체적으로는, 정지(stationary) 상태에서 실제 도어 속도는 도어 개폐 구동 모터(48)에 인가되는 듀티비에 비례한다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 듀티비 산출 유닛(78)은 PI(Proportional-Integral) 제어 시스템을 구성한다. 예컨대, 제어 시스템은 1과 동일한 적분 게인(K1)과 1과 동일한 비례 게인(K2)을 가지며, 식 1로 나타낸 도어 제어 모델이 1과 동일한 τ를 가지며, 1과 동일한 a를 가진다면, 그 목표값의 응답성과 외란, 즉 핀칭에의 응답성이 도 6의 ①로 도시된다. 도 6은, 도어가 정지 상태에서 이동을 개시하여, 이동 개시로부터 15초 후에 외란(핀칭)이 발생한 경우에, 실제 도어 속도를 도시하는 그래프이다. 도 6의 ①로 도시된 응답성은, 다음 식 2로 주어진 폐 루프 극(ω)이 1로 되는 특성을 도시하는 것이다. 댐핑 계수(ζ)는 다음 식 3으로 주어진다.

ω²= K1 (식 2)

ζ= (τ + K2)/(2 x ω) (식 3)

여기서, ω가 작으면 작을수록, 외란에의 응답성은 저하한다. 구체적으로는, 외란을 극복함으로써 실제 도어 속도가 복구되는 데 보다 많은 시간이 걸린다. 그러므로, 예컨대 ω가 0.5와 동일하게 되는 특성을 얻도록, 적분 게인(K1)과 비례 게인(K2)을 선택하면, 상기 식(2)과 식 (3)에 의해, K1은 0.25와 동일하게 되고, K2는 0과 동일하게 된다. 너무 작은 댐핑 계수(ζ)는 진동성 응답으로 되고, 너무 큰 댐핑 계수(ζ)는 너무 둔한 응답이 되는 것에 주목바란다. 그러므로, ζ이 1과 동일하게 되는 조건하에 식 (3)을 푼다.

이 경우의 특성은 도 6의 ②로 도시된 바와 같이 된다. 또한, ω이 0.4와 동일하게 설정되면, 상기 식 (3)으로 주어진 바와 같이, K2가 음의 값, 즉 -0.2에 설정되지 않을 수 없다. 따라서, K2가 -0.2에 동일하게 설정되고, K1이 0.16에 동일하게 설정되는 경우, 도 7에 도시되는 바와 같이, ω이 1과 동일하게 설정되는 경우의 전압은 도 7의 선으로 도시되는 바와 같이, 핀칭의 발생 직후 상승한다. 이 상승된 전압은 핀칭 부하를 증가시킬 것이다. 한편, ω가 0.4와 동일하게 설정될 때, 도 7의 선 b로 도시되는 바와 같이, 전압은 일단 저하한 후 점차 증가되어, 핀칭 부하의 저하에 기여할 수 있다.

상술된 제1 실시예에서, 목표 도어 속도(VL)와 실제 도어 속도(V)와의 차이에 대한 비례 게인(K2)을 음으로 설정하고, 그 차이의 적분값에 대한 적분게인(K1)은 양으로 설정된다. 이러한 방식으로, 핀칭 등과 같은 급격한 부하 변동에 대하여, 도어 구동력이 적극적으로 감소되고, 부하의 영향 이상의 실제 도어 속도의 저하를 실현하여, 핀칭 부하의 감소를 달성할 수 있다. 한편, 차량 경사, 도어 레일의 마찰력 변동 등으로 인한 완만한 부하 변동에 대해서는, 목표 도어 속도(VL)를 실제 도어 속도(V)에 일치시킬 수 있는 도어 제어 시스템을 실현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀티비 산출 유닛(78)을 포함하고, 도 5와 유사한 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 8에서, 이 듀티비 산출 유닛(78)은, 목표 도어 속도와 실제 도어 속도의 음의 값을 받는 제1 가산기(81), 비례 게인 연산 유닛(87), 적분 연산 유닛(83), 적분 게인 연산 유닛(84), 제2 가산기(85), 피드백 게인 연산 유닛(88)을 포함한다. 이 듀티비 산출 유닛(78)에서, 비례 게인 연산 유닛(82)의 비례 게인, 적분 게인 연산 유닛(84)의 적분 게인, 피드백 게인 연산 유닛(88)의 피드백 게인이 피드백 게인 설정 유닛(79)에 의하여 설정된다.

목표 도어 속도(VL)와 실제 도어 속도(V)가 듀티비 산출 유닛(78)에 제공되면, 제1 가산기(81)에 의해 목표 도어 속도에서 실제 도어 속도가 감산된다. 감산 결과는 적분 연산 유닛(83)에 의해 적분되어, 비례 게인 연산 유닛(87)에 의해 양의 비례 게인(K2)이 승산된다. 적분 연산 유닛(83)의 출력은 적분 게인 연산 유닛(84)에 의해 적분 게인(K1)이 승산된다. 실제 도어 속도는 피드백 게인 연산 유닛(88)에 의하여 피드백 게인(K4)이 승산된다. 비례 게인 연산 유닛(87)의 승산결과, 적분 게인 연산 유닛(84)의 승산 결과, 및 피드백 게인 연산 유닛(88)의 승산 결과는 제2 가산기(85)에 가산되어, 가산 결과가 듀티 사이클 신호로서 구동 회로(61)에 공급된다.

상술된 바와 같은 이러한 구성에서, 제2 실시예는, 실제 도어 속도(V)에 포지티브 피드백 게인(K4)을 승산한 값을 이용하여, 실제 도어 속도에 비례하여 듀티비가 증감되어, 상술된 제1 실시예와 유사한 효과를 달성하는 것을 특징으로 한다. 상술된 제1 실시예에서, 실제 도어 속도(V)가 저하한 경우에는, 듀티비는 순간적으로 저하된 후 증가되도록 제어된다. 이러한 제어 방법에서, 목표 도어 속도(VL)에 대한 추종성은 바람직하지 않다.

따라서, 본 실시예에서, 실제 도어 속도(V)에 비례한 값이 피드포워드되며, 양의 값들인 비례 게인(K2)과 적분 게인(K1)이 사용된다. 따라서, 부하 변동에 대하여, 상술된 제1 실시예와 유사한 방식으로 동작하는 동시에, 목표 도어 속도의 변화에 양호하게 추종할 수 있는 제어 시스템을 얻을 수 있다.

상술된 제2 실시예는 도 9에 도시된 구성(제3 실시예)을 채용하더라도, 유사한 효과를 얻을 수 있다. 도 9에 도시된 구성에서, 도 8에 도시된 구성과 비교하여, 도 8에 도시된 피드백 게인 연산 유닛(88)을 삭제하여, 목표 도어 속도(VL)에 피드포워드 게인(K3)을 승산하는 피드포워드 게인 연산 유닛(89)이 제공되어, 비례 게인 연산 유닛(87) 대신에, 제1 가산기(81)의 가산 결과에 비례 게인(K2)을 승산하는 비례 게인 연산 유닛(90)을 제공한다. 또한, 피드포워드 게인 연산 유닛(89), 비례 게인 연산 유닛(90), 및 적분 게인 연산 유닛(84)의 승산 결과들을제2 가산기(85)에 가산한다. 여기서, 도 8 및 도 9에 도시되는 각 게인은 다음 식 (4) 및 (5)에 나타나는 바와 같이 변환된다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 구성된 제어 시스템과 도 9에 도시되는 바와 같이 구성된 제어 시스템은 서로 등가로 된다.

K2 = K5 - K4 (식 4)

K3 = K4 (식 5)

도 9의 제3 실시예에 도시된 구성을 가지는 제어 시스템을 도 5의 제1 실시예에 도시된 제어 시스템과 비교한다. 다음, 제1 실시예의 제어 시스템에서, 비례 게인(K2)이 -0.2에 설정될 때, 도어의 이동 개시시 목표값에의 응답성은, 비례 게인(K2)이 0에 설정되는 경우에서와 같이(도 6의 ②로 도시되는 바와 같이) 느려진다. 또한, 일단 역방향으로 도어가 이동한 후, 실제 도어 속도가 목표 도어 속도에 추종한다. 그러므로, 이동 개시시 응답성은 악화되었다.

이 문제점을 방지하기 위한 실시예의 예로서, 도 9에 도시된 실시예에 채용된 피드포워드 게인(K3)을 이용하여 피드포워드가 행해지는 것으로 간주된다. 예컨대, 피드백 게인이 0.7과 동일한 것으로 설정되고, 비례 게인(K2)이 0.5와 동일한 것으로 설정되며, 적분 게인(K1)이 0.16과 동일한 것으로 설정되는 경우, 응답성은 도 6의 ④로 도시된 바와 같이 된다. 도 6의 ④로 도시된 응답 특성에서, 외란에 대한 응답성은 도 6의 ③의 것과 완전히 동일하여도, 이동 개시시 목표값의 응답성은 도 6의 ①로 도시된 응답성에 근접하게 된다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 듀티비 산출 유닛(78)을 포함하고, 도5와 유사한 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5에 도시된 제1 실시예의 듀티비 산출 유닛(78)과 비교하여, 도 10의 듀티비 산출 유닛(78)은, 후술되는 응답 특성에서 제1 가산기(81)에 목표 도어 속도(VL)를 공급하며, 목표 속도 변화 유닛으로서 기능하는 보상기(91), 및 후술되는 응답 특성에서 제2 가산기(85)에 목표 도어 속도(VL)를 공급하며, 보상 유닛으로서 기능하는 보상기(92)가 제공된 전치(前置) 보상기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

소망의 목표값에의 응답성이 전달 함수(s)로서 획득된다고 가정하여, 보상기(91)의 전달 함수(A(s))는 하기 식 (6)에서와 같이 나타내며, 보상기(92)의 전달 함수(B(s))는 하기 식(7)에서와 같이 나타낸다.

A(s) = m(s) (식 6)

B(s) = {(s + τ)/a} x m(s) (식 7)

상술된 바와 같은 구성에서, 적분 게인(K1)과 비례 게인(K2)이 임의의 값에 설정되어도, 예컨대 비례 게인(K2)이 음의 값에 설정되어도, 목표값에의 소망 응답 특성이 획득된다. 이 결과, 핀칭시에 도어의 속도를 저하시킬 수 있어, 목표 도어 속도에 양호하게 추종할 수 있다.

다음에, 제3 실시예에서, 상술된 도어 개폐 제어 유닛(36)에 의해 적분 게인(K1), 비례 게인(K2), 피드포워드 게인(K3) 및 비례 게인(K5)을 설정하여, 듀티 사이클 신호를 생성할 때의 처리 순서를 도 11, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명할 것이다.

우선, 도어 개폐 제어 유닛(36)은 도어 위치 산출 유닛(74)에서 도 11에 도시된 흐름도의 처리를 수행하여, 슬라이드 도어(1)의 이동 방향 및 도어 위치를 산출한다. 이어서, 도어 개폐 제어 유닛(36)은 도 12 또는 도 13에 도시된 흐름도의 처리를 행하여, 듀티 사이클 신호를 생성한다.

다음, 도 11을 참조하여, 도어 위치 산출 유닛(74)에 의한 도어 위치를 산출하는 방법을 설명한다.

도 11에서, 실제로 슬라이드 도어(1)가 이동하여, 펄스 인코더(47)로부터 도어 구동 펄스가 제공되면, 도어 위치 산출 유닛(74)에 의해, 내부의 프리 런 카운터의 카운트값(FreeRun)을 현재 카운트값(CountNow)으로 설정한다(단계 S1101). 이 프리 런 카운터는, 예컨대 펄스 인코더(47)로부터의 도어 구동 펄스의 상승을 검출하여 펄스수를 계수하는 것이다.

다음에, 도어 위치 산출 유닛(74)에 의해 전회의 카운트값과 단계 S1101에서 설정된 현재 카운트값의 차를 연산하여, 연산된 값을 도어 위치를 구하기 위한 펄스값(Pulse)으로서 설정하여, 단계 S11O1로 구한 현재 카운트값이 전회 카운트값으로 변경된다(단계 S1102). 다음, 단계 S1102에서 연산으로 획득된 펄스값이 "0" 보다 작은 음의 값인지를 판정한다(단계 S1103). 펄스값이 더 작지 않다고 판정되면, 카운트값이 그대로 이후의 처리에서 사용된다. 펄스값이 더 작다고 판단되면, 프리 런 카운터의 최대 카운트값(MAXFREERUN)과 단계 S1102에서 구한 카운트값이 서로 가산되어, 상기 가산으로 획득된 값이 이후의 처리에서 사용되는 카운트값으로서 설정된다(단계 S1104).

다음, 도어 위치 산출 유닛(74)에 의해 도어 개폐 구동 모터(48)의 B 상의전압 레벨을 판정하여 도어 개폐 구동 모터(48)의 회전 방향을 판정한다(단계 S1105). 이 때, 도어 위치 산출 유닛(74)은, 도어 개폐 구동 모터(48)의 B 상의 전압 레벨이 하이 레벨인지의 여부를 판정한다. 상기 전압 레벨이 하이 레벨이 아니라고 판정하였을 때에는, 도어 카운트 값이 "1" 증가한다(단계 S1106). 전압 레벨이 하이라고 판정될 때, 슬라이드 도어(1)의 이동 방향을 나타내는 도어 카운트 값(DoorCount)을 "1" 감소한다(단계 S1107).

다음, 도어 구동 펄스가 제공되는 지를 나타내는 에지 플래그(edgeflag)의 값이 "1"에 설정되어, 펄스가 제공된다는 것을 알린다(단계 S1108). 다음, 단계 S1102 또는 단계 S1104에서 연산으로 구해진 펄스값과, 단계 S1105에서 판정된 도어 개폐 구동 모터(48)의 회전 방향에 기초하여 슬라이드 도어(1)가 존재하는 위치(에어리어)를 산출하여, 산출된 도어 위치 정보를 목표 속도 생성 유닛(77) 및 피드백 게인 설정 유닛(79)에 공급한다(단계 S1109).

이러한 방식으로, 산출된 도어 위치 정보가 목표 속도 생성 유닛(77) 및 피드백 게인 설정 유닛(79)에 제공된다. 또한, 처리가 실행되는 소정 주기(예컨대, 50msec 마다)에서 도 12에 도시된 처리가 시작된다.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 듀티 사이클 신호를 생성하는 처리를, 예컨대 마이크로컴퓨터로 실현하는 경우의 순서를 도시하는 흐름도이다.

도 12에서, 우선, 속도 산출 유닛(75)에서 (1000 x 2.7(전극 간격)/인코더의 펄스폭)의 연산을 행하여, 실제 도어 속도(V)를 구한다(단계 S1201). 실제 도어 속도(V)의 상술된 산출식은 단순한 예이며, 인코더의 전극 간격 등에 따라 적절히변경될 수 있다는 것에 주목바란다. 이어서, 상술된 방식으로 도어 위치 산출 유닛(74)에 의해서 산출된 도어 위치에 대응하는 목표 도어 속도(VL)가 목표 속도 생성 유닛(77)에서 생성되어, 듀티비 산출 유닛(78)에 공급된다(단계 S1202).

다음, 피드백 게인 설정 유닛(79)에서 실제 도어 속도(V)와 목표 도어 속도(VL)를 서로 비교한다(단계 S1203). V가 VL 이상이면, 예컨대 적분 게인(K1)은 1과 동일하게 설정되고, 비례 게인(K2)은 1과 동일하게 설정되고, 피드백 게인(K3)은 0과 동일하게 설정된다(단계 S1204). V가 VL보다 작으면, 예컨대 적분 게인(K1)은 0.16과 동일하게 설정되고, 비례 게인(K2)은 -0.2와 동일하게 설정되며, 피드백 게인(K3)은 0.75와 동일하게 설정된다(단계 S1205). 이어서, 듀티비 산출 유닛(78)에서, 피드백 게인(K3)에 목표 도어 속도(VL)를 승산하여(단계 S1206), 비례 게인(K2)에 (VL-V)를 승산하고(단계 S1207), 적분 게인(K1)과 (VL-V)을 승산한다(단계 S1208). 다음, 듀티비 산출 유닛(78)은, 제2 가산기(85)에 의해, 단계 S1206에서 얻어진 승산 결과(F), 단계 S1207에서 얻어진 승산 결과(P), 및 단계 S1208에서 얻어진 승산 결과(I)의 적분값(Isum)을 가산한다. 따라서, 듀티비 산출 유닛(78)은 듀티비(Duty)를 획득한다(단계 S1209).

다음, 듀티비 산출 유닛(78)은, 단계 S1209에서 획득된 듀티비가 0% 이상인지를 판정한다(단계 S1210). 듀티비가 0% 이상이라고 판정될 때, 처리를 단계 S1212로 진행한다. 듀티비가 0% 이상이 아니라고 판정할 때, 듀티비는 0%에 설정된다.

다음, 듀티비 산출 유닛(78)은, 단계 S1209에서 구한 듀티비가 100% 이상인지를 판정한다. 구체적으로는, 실제 도어 속도(V)가 목표 도어 속도(VL)를 넘는 지를 판정한다. 듀티비가 100% 이상이라고 판정할 때, 처리는 단계 S1214로 진행한다. 듀티비가 100% 이상이 아니라고 판정할 때, 단계 S1208에서 구한 승산값(I)이 적분값(Isum)에 가산되어, 새로운 적분값을 구한다(단계 S1213). 마지막으로, 듀티비 산출 유닛(78)은 단계 S1213에서 구한 적분값의 듀티비를, 구동 회로(61)의 모터 구동용 레지스터(미도시)에 설정한다(단계 S1214).

도 12에 도시된 상술된 처리 순서에서, 피드백 게인 설정 유닛(79)은, 실제 도어 속도(V)가 목표 도어 속도(VL)를 초과하는 경우에, 즉 (VL-V)이 음인 경우에, 비례 게인(K2)을 양의 값으로 설정한다. 설정된 비례 게인(K2)에 따라, 적분 게인(K1)과 피드백 게인(K3)이 설정된다. 따라서, 통상의 피드백 제어로서 듀티비를 신속히 감소시켜, 실제 도어 속도(V)의 저하를 달성할 수 있다. 이 결과, 예컨대 차량이 내리막길에 정차하고 있을 때, 실제 도어 속도가 목표 도어 속도를 초과한 경우와, 스윙 저항으로 인하여 실제 도어 속도가 목표 도어 속도보다 약간 느린 경우에, 실제 도어 속도를 목표 도어 속도로 신속하게 추종시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 듀티 사이클 신호를 생성할 때의 처리를, 예컨대 마이크로컴퓨터로 실현한 경우의 순서를 도시하는 흐름도이다. 이 처리 순서는, 도 12에 도시되는 처리 순서를 대신하는 것을 포함하여, 다음의 관점들을 특징으로 한다. 구체적으로는, 도 12에 도시된 단계 S1203, 단계 S1204 및 단계 S1205의 처리를 대신하여, 도 14에 도시되는 테이블 1을 사용하여 도어 위치, 실제 도어 속도 및 목표 도어 속도에 기초하여, 적분 게인(K1), 비례 게인(K2), 및피드포워드 게인(K3)을 설정하는 단계 S1301를 수행한다.

도 14에 도시된 테이블 1에서, 완전 폐쇄 위치를 기준으로 한 도어 위치(10mm, 300mm, 600mm)와, 실제 도어 속도(V)와 목표 도어 속도(VL)와의 대소 관계(VL-V ≤-2, -2 < VL-V 와 VL-V < 10, 10 < VL-V)에 따라, 적분 게인(K1), 비례 게인(K2), 및 피드백 게인(K3)이 설정된다.

도 13에 도시된 처리에서, 도 14의 테이블 1에 도시된 바와 같이, (VL-V)의 값들 및 도어 위치에 따라, 적분 게인(K1), 비례 게인(K2), 및 피드백 게인(K3) 모두가 변경된다. 따라서, 핀칭이 발생하여 (VL-V)의 값이 현저히 증가된 경우만, 비례 게인(K2)이 음으로 설정되어, 실제 도어 속도(V)가 적극적으로 저하된다. 또한, (VL-V)의 값이 양 또는 음 모두에서 작을 때, 비례 게인(K2)을 양으로 설정하여, 목표 도어 속도(VL)에 실제 도어 속도(V)를 일치시킬 수 있다. 또한, 비례 게인(K2)뿐만 아니라, 적분 게인(K3)도 비례 게인(K2)의 값에 대하여 최적값에 설정된다. 그러므로, 목표 도어 속도(VL)에의 수렴 특성에 대하여, 소망의 특성, 예컨대 경계 제동 특성이 사용될 수 있다. 또한, 도어 위치에 따른 게인을 바꾸는 것에 의해, 예컨대 핀칭이 발생할 수도 있는 도어 위치와, 핀칭이 발생하지 않을 수도 있는 도어 위치에서 게인을 바꾸는 것이 가능하다. 따라서, 적절한 제어를 할 수 있다.

상술된 제6 실시예에서, 적분 게인(K1), 비례 게인(K2) 및 피드포워드 게인(K3) 모두가 도어의 개폐 위치에 따라 결정되나, 상술된 게인에서 적어도 하나의 게인이 선택되는 것도 만족한다.

또한, 도 12 및 도 13의 흐름도를 참조하여 설명된 실시예에서, 게인(K1, K2, K3)을 도어 위치, 도어 속도 및 목표 도어 속도에 따라서 설정하였다. 그러나, 도 8에 도시된 제어 시스템을 구성하는 경우에서, 게인들(K1, K2, K3)을 대신하여, 게인들(K1, K4, K5)을 설정해도 만족한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 개폐체의 실제 속도가 부하의 영향을 감소시키는 데 충분한 정도로 감소되어, 핀칭 부하의 감소를 달성할 수 있다.

2002년 8월 22일 출원된 일본 특허 출원 제2002-241845호가 여기서 참조용으로 그 전체가 사용되었다.

Claims (9)

1. 차량 개폐체용 제어 장치는,

   차량에 제공된 상기 차량 개폐체의 실제 개폐 속도인 실제 개폐체 속도를 검출하는 실제 속도 검출 유닛;

   상기 차량 개폐체의 목표 개폐 속도인 목표 개폐체 속도를 생성하는 목표 속도 생성 유닛;

   상기 목표 속도 생성 유닛으로 생성된 상기 목표 개폐체 속도와, 상기 실제 속도 검출 유닛으로 검출된 상기 실제 개폐체 속도 간의 속도차를 획득하여, 상기 획득된 속도차를 이용하여 상기 차량 개폐체를 개폐하도록 구동하는 모터에 공급되는 전력을 듀티 제어할 때의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출 유닛; 및

   상기 듀티비 설정 유닛에 의하여 상기 듀티비를 산출할 때 사용되는 게인을 설정하는 게인 설정 유닛을 구비하며,

   상기 듀티비 산출 유닛은, 상기 속도차에 음의 비례 게인을 승산한 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산한 제2 승산값을 가산함으로써 획득된 가산 결과에 기초하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 게인 설정 유닛은 상기 비례 게인을, 상기 속도차가 소정값 이상인 경우에만 음의 값에 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
3. 차량 개폐체용 제어 장치는,

   차량에 제공된 상기 차량 개폐체의 실제 개폐 속도인 실제 개폐체 속도를 검출하는 실제 속도 검출 유닛;

   상기 차량 개폐체의 목표 개폐 속도인 목표 개폐체 속도를 생성하는 목표 속도 생성 유닛;

   상기 목표 속도 생성 유닛으로 생성된 상기 목표 개폐체 속도와, 상기 실제 속도 검출 유닛으로 검출된 상기 실제 개폐체 속도 간의 속도차를 획득하여, 상기 획득된 속도차를 이용하여 상기 차량 개폐체를 개폐하도록 구동하는 모터에 공급되는 전력을 듀티 제어할 때의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출 유닛; 및

   상기 듀티비 설정 유닛에 의하여 듀티비를 산출할 때 사용되는 게인을 설정하는 게인 설정 유닛을 구비하며,

   상기 듀티비 산출 유닛은, 상기 속도차에 비례 게인을 승산한 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산한 제2 승산값과, 상기 실제 개폐체 속도에 양의 피드백 게인을 승산한 제3 승산값을 가산함으로써 획득된 가산 결과에 기초하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
4. 차량 개폐체용 제어 장치는,

   차량에 제공된 상기 차량 개폐체의 실제 개폐 속도인 실제 개폐체 속도를 검출하는 실제 속도 검출 유닛;

   상기 차량 개폐체의 목표 개폐 속도인 목표 개폐체 속도를 생성하는 목표 속도 생성 유닛;

   상기 목표 속도 생성 유닛으로 생성된 상기 목표 개폐체 속도와, 상기 실제 속도 검출 유닛으로 검출된 상기 실제 개폐체 속도 간의 속도차를 획득하여, 상기 획득된 속도차를 이용하여 상기 차량 개폐체를 개폐하도록 구동하는 모터에 공급되는 전력을 듀티 제어할 때의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출 유닛; 및

   상기 듀티비 설정 유닛에 의하여 듀티비를 산출할 때 사용되는 게인을 설정하는 게인 설정 유닛을 구비하며,

   상기 듀티비 산출 유닛은, 상기 속도차에 비례 게인을 승산한 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산한 제2 승산값과, 상기 목표 개폐체 속도에 양의 피드백 게인을 승산한 제3 승산값을 가산함으로써 획득된 가산 결과에 기초하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 목표 개폐체 속도를 받아, 소정의 응답 특성에 상기 목표 개폐체 속도를 공급하는 목표 속도 변환 유닛과, 상기 소정의 특성이 구현되도록 상기 목표 개폐체 속도에 기초하여 산출된 값을 공급하는 보상 유닛을 포함하는 전치(前置) 보상기를 더 구비하며,

   상기 듀티비 산출 유닛은, 상기 목표 속도 변환 유닛으로부터 공급된 목표 속도와 상기 실제 개폐체 속도 간의 속도차에 기초한 상기 제1 승산값과 상기 제2승산값을 산출하고, 상기 제1 산출값과 상기 제2 산출값에 대한 산출 결과에 상기 보상 유닛의 출력을 가산하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐체의 개폐 위치를 검출하는 위치 검출 유닛을 더 구비하고,

   상기 게인 설정 유닛은, 상기 적분 게인과 상기 비례 게인 중 적어도 하나를, 상기 위치 검출 유닛으로 검출되는 상기 개폐체의 상기 개폐 위치에 기초하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 개폐체의 개폐 위치를 검출하는 위치 검출 유닛을 더 구비하고,

   상기 게인 설정 유닛은 상기 적분 게인, 상기 비례 게인 및 상기 포지티브 피드백 게인 중 적어도 하나를, 상기 위치 검출 유닛으로 검출된 상기 개폐체의 개폐 위치에 기초하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐체의 개폐 위치를 검출하는 위치 검출 유닛을 더 구비하며,

   상기 목표 속도 생성 유닛은, 상기 위치 검출 유닛에 의해서 검출된 상기 개폐 위치에 기초하여 상기 목표 속도를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용제어 장치.
9. 차량 개폐체용 제어 장치는,

   차량에 제공된 상기 차량 개폐체의 실제 개폐 속도인 실제 개폐체 속도를 검출하는 실제 속도 검출 수단;

   상기 차량 개폐체의 목표 개폐 속도인 목표 개폐체 속도를 생성하는 목표 속도 생성 수단;

   상기 목표 속도 생성 수단으로 생성된 상기 목표 개폐체 속도와, 상기 실제 속도 검출 수단으로 검출된 상기 실제 개폐체 속도 간의 속도차를 획득하여, 상기 획득된 속도차를 이용하여 상기 차량 개폐체를 개폐하도록 구동하는 모터에 공급되는 전력을 듀티 제어할 때의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출 수단; 및

   상기 듀티비 설정 수단에 의하여 듀티비를 산출할 때 사용되는 게인을 설정하는 게인 설정 수단을 구비하며,

   상기 듀티비 산출 수단은, 상기 속도차에 음의 비례 게인을 승산한 제1 승산값과, 상기 속도차의 적분값에 적분 게인을 승산한 제2 승산값을 가산함으로써 획득된 가산 결과에 기초하여 상기 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 개폐체용 제어 장치.