説明

開閉体制御装置

【課題】適切なときにのみ挟み込み閾値を切り換えることができる開閉体制御装置を提供する。
【解決手段】外乱判定部17は、開閉体速度が規定値を超えるとき、又は開閉体速度が目標速度に対して規定値を超えるとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。外乱判定部17は、基準電流値と現在電流値との差(電流差分値)が規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。外乱判定部17は、一定量前電流値と現在電流値との差を規定量積算して求めた電流積算値が規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。外乱判定部17は、一定量前電流と現在電流との微分をとって求めた電流微分値が規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。外乱有りと判定されたとき、挟み込み閾値切換部18は、挟み込み閾値を通常値から拡張値に切り換える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、開閉体の動作を制御する開閉体制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、多くの車両には、スライドドアやバックドア等の開閉体の開閉動作をモータ等により自動/補助する開閉体制御装置が設けられている。この種の開閉体制御装置では、各ドア位置における目標速度を設定しておき、実際の開閉体速度(開閉体の作動速度)が目標速度に満たないときは、モータに印加する電圧を高くすることにより、モータの回転数を高くし、実際の開閉体速度が目標速度を上回るときは、モータに印加する電圧を低くすることにより、モータの回転数を低くする。これにより、開閉体のスムーズな開閉動作を確保している。
【0003】
また、この種の開閉体制御装置では、開閉操作の安全確保を目的として挟み込み検知機能が設けられている。挟み込み検知機能は、例えばモータに流れる電流で挟み込み有無を検知する場合、電流値が挟み込みの判定閾値以上となったとき、挟み込みが発生したと認識して、例えばモータを反転させるなどの対応を実行する。
【0004】
ところが、例えば開閉体の開け始めでは、ユーザが開閉体を強く押し開けることがある。この場合、ユーザの操作力にて開閉体の駆動に必要なモータ出力が一時的に低くなるため、モータに流れる電流が低い値になる。その後、ユーザが力を弱めると、この時点で開閉体の駆動に必要なモータ出力が上昇するので、モータの電流が高くなる。このとき、状況によっては電流が挟み込みの判定閾値以上の値をとることがあり、挟み込みが発生していないにもかかわらず、挟み込みが有ったと誤判定してしまうことがある。
【0005】
そこで、この問題の対策として、開閉体の開き始めのとき、一定期間の間、挟み込みの判定閾値を通常よりも高く設定する技術が考案されている(特許文献1参照)。これにより、開閉体の開け始めに、ユーザが強い力で開閉体を押し開けることがあっても、この状況下で挟み込みを誤判定してしまう状況を少なく抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−155126号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、開閉体が開け閉めの作動をしている最中、例えばいたずらに開閉体を作動方向と同じ方向に押すなどして、外乱が開閉体に加えられることもある。しかし、特許文献1では、開閉体の開けた直後のみ挟み込みの判定閾値を一律高く設定する技術であるため、開閉体作動中の外乱に対する誤反転防止の対策にはならない問題があった。また、開閉体を開けた直後、無条件に判定閾値が高く設定されるので、開閉体を開けた直後は、挟み込み検知の感度が毎回悪くなってしまう問題もあった。
【0008】
本発明の目的は、適切なときにのみ挟み込み閾値を切り換えることができる開閉体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記問題点を解決するために、本発明では、開閉体が軌道計画に則って動作するように駆動手段を制御しながら前記開閉体を作動させ、当該制御時に前記駆動手段の動作状態を検出手段にて検出し、当該検出手段から得られる電気信号と挟み込み閾値とを比較することにより、前記開閉体における異物の挟み込みの有無を検知可能な開閉体制御装置において、前記開閉体の開閉の作動中、前記開閉体の前記軌道計画に対し、作動方向と同じ方向に前記開閉体に加わる外乱を要因として生じる作動速さ及び電気信号の変化の少なくとも一方を監視することにより、当該開閉体に外乱が発生したか否かを判定する外乱判定手段と、前記外乱判定手段が外乱有りと判定したとき、前記挟み込み閾値を切り換える閾値変更手段とを備えたことを要旨とする。
【0010】
本発明の構成によれば、開閉体作動中において外乱の発生有無を監視し、外乱発生を確認した際には、挟み込み閾値を通常値から切り換える。このため、仮に開閉体に外乱が発生したとき、挟み込み判定に使用する電気信号が変化してしまっても、外乱発生時点で挟み込み閾値が通常値から切り換えられるので、電気信号が挟み込み閾値を上回らずに済む。よって、外乱を要因とする電気信号の変化が発生しても、これを挟み込みとして検知せずに済むので、挟み込みの誤検知防止に効果が高くなる。また、開閉体作動中、常に外乱発生を監視するので、外乱発生時という閾値切り換えが真に必要なタイミングでのみ、判定閾値を切り換えることも可能となる。
【0011】
本発明では、前記外乱判定手段は、前記開閉体の作動速さが規定値を超えるとき、又は前記開閉体の作動速さが前記軌道計画に対して規定値を超えるとき、外乱が発生したと認識することを要旨とする。この構成によれば、速度比較という簡単な処理にて外乱判定を行うことが可能となる。
【0012】
本発明では、前記外乱判定手段は、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と、現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定することを要旨とする。この構成によれば、基準電気信号と現在電気信号との差分は、仮に開閉体に外乱がゆっくり加わっても、又は開閉体に外乱が急に加わっても、ある程度の変化が出る特性がある。よって、差分を用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体に加わる外乱を、バランスよく好適に検出することが可能となる。
【0013】
本発明では、前記外乱判定手段は、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定することを要旨とする。この構成によれば、一定量前電気信号と現在電気信号の差を規定量積算した積算値は、開閉体にゆっくりの外乱が加わったときに顕著に値が出る特性がある。よって、積分値を用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体にゆっくり加わる外乱を、精度よく検出することが可能となる。
【0014】
本発明では、前記外乱判定手段は、一定量前の電気信号と現在の電気信号の微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定することを要旨とする。この構成によれば、一定量前電気信号と現在電気信号の微分値は、開閉体に急な(瞬間的な)外乱が加わったときに顕著に値が出る特性がある。よって、微分値を用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体に急に加わる外乱を、精度よく検出することが可能となる。
【0015】
本発明では、前記外乱判定手段は、前記開閉体の作動速さを規定値と比較することにより外乱の発生有無を判定する処理と、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定する処理との少なくともいずれか1処理で、外乱有無を判定することを要旨とする。この構成によれば、精度よく外乱を判定することが可能となる。
【0016】
本発明では、前記閾値変更手段は、前記外乱判定手段が外乱の収束を認識した後、前記開閉体の移動量又は経過時間が規定量以上となったとき、当該挟み込み閾値を拡張値から元の通常値に戻すことを要旨とする。この構成によれば、外乱が収束したとき、直ぐに挟み込み閾値を元の通常値に戻すのではなく、外乱が収束したと判定してから開閉体の移動量又は経過時間が規定量以上となったときに、挟み込み閾値を元の通常値に戻す。よって、外乱が収束した後に開閉体が安定してから挟み込み閾値を元に戻すので、挟み込み閾値を最適のタイミングで通常値に戻すことが可能となる。
【0017】
本発明では、前記閾値変更手段は、前記開閉体の作動速さを規定値と比較することにより外乱の発生有無を判定する処理と、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定する処理との全てで、外乱が収束したと判定されたとき、前記挟み込み閾値を元の通常値に戻すことを要旨とする。この構成によれば、外乱の収束を精度よく判定することが可能となるので、一層好適なタイミングで挟み込み閾値を元の通常値に戻すことが可能となる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、適切なときにのみ挟み込み閾値を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】一実施形態の開閉体制御装置の構成図。
【図2】開閉体作動時における開閉体の速度変化を示す波形図。
【図3】開閉体作動時におけるモータ電流の変化を示す波形図。
【図4】外乱と判定する際の条件をまとめた表。
【図5】挟み込み閾値切換機能の処理内容を示すフローチャート。
【図6】図5の処理の続きを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を具体化した開閉体制御装置の一実施形態を図1〜図6に従って説明する。
図1に示すように、車両には、例えばスライドドアやバックドア等の開閉体の開閉操作を自動/補助するパワードア開閉システム1が設けられている。パワードア開閉システム1は、モータ2を駆動源として開閉体を開閉作動させ、開閉体を自動/軽い力で開閉させる。また、パワードア開閉システム1には、開閉体とモータ2との機械的な連結の接続/非接続を切り換えるクラッチ3が設けられている。よって、開閉体作動をモータ2により行うパワーモードのとき、クラッチ3がオンし、開閉体の開閉操作を手動により行う手動モードのとき、クラッチ3がオフする。なお、モータ2が駆動手段に相当する。
【0021】
パワードア開閉システム1には、開閉体の開閉作動を制御する開閉体制御装置4が設けられている。開閉体制御装置4は、例えば車載ECU(Electronic Control Unit)からなる。開閉体制御装置4には、モータ2やクラッチ3が接続されている。
【0022】
開閉体制御装置4には、開閉作動する開閉体を目標速度(軌道計画)で作動させる速度制御機能が設けられている。速度制御機能は、いわゆるフィードバック制御機能の一種であって、開閉体の作動速度(以降、開閉体速度Vと記す)が高くなるとモータ2の回転数を落として開閉体速度Vを低くし、開閉体速度Vが低くなるとモータ2の回転数を上げて開閉体速度Vを高める処理を、開閉体の作動中に都度実行する。これにより、開閉体を目標速度で作動させ、スムーズな開閉作動を確保する。
【0023】
この場合、開閉体制御装置4には、開閉体の作動状態を検出する開閉状態検出センサ5が接続されている。開閉状態検出センサ5は、例えばエンコーダからなり、開閉体の作動状態に準ずるパルス信号Splを開閉体制御装置4に出力する。開閉状態検出センサ5は、例えばモータ2に内蔵されるとともに、モータ2の回転を検出することにより、開閉体の作動状態を検出する。
【0024】
開閉体制御装置4には、開閉状態検出センサ5から入力するパルス信号Splを基に、開閉体速度Vや開閉体の位置(以降、開閉体位置Nと記す)を算出する開閉体情報処理部6が設けられている。開閉体情報処理部6には、開閉体位置Nを算出する開閉体位置算出部7と、開閉体速度Vを算出する開閉体速度算出部8とが設けられている。なお、開閉体情報処理部6が外乱判定手段を構成し、開閉体速度Vが作動速さに相当する。
【0025】
開閉体制御装置4には、開閉体情報処理部6から入力する各種情報(開閉体位置N、開閉体速度Vの各データ)を基に、開閉体速度Vを制御する速度制御部9が設けられている。また、開閉体制御装置4には、速度制御部9から入力する制御指令Scnを基に、モータ2に印加する電圧(以降、モータ印加電圧Eと記す)を制御する駆動制御部10が設けられている。このため、開閉体の駆動に必要なモータ出力に応じて、モータ2に電流(以降、モータ電流Iと記す)が流れる。なお、モータ電流Iが電気信号に相当する。
【0026】
速度制御部9には、開閉体の目標速度、つまり作動中の各開閉体位置Nにおいて開閉体がとるべき速度が予め登録されている。そして、速度制御部9は、この目標速度と、開閉体速度算出部8が算出した開閉体速度値Vx(開閉体速度V)との差を、制御指令Scnとして駆動制御部10に逐次出力する。制御指令Scnは、目標速度と現在の開閉体速度Vとの差をなくすための一種の命令であって、速度制御部9で演算される度に駆動制御部10に出力される。速度制御部9は、駆動制御部10を介してデューティ制御によりモータ2を制御する。
【0027】
駆動制御部10は、モータ電流Iを検出する電流検出部11を介してモータ2に接続されるとともに、クラッチ3にも接続されている。駆動制御部10は、速度制御部9から都度入力する制御指令Scnを基にモータ2を駆動制御する。例えば、現在の開閉体速度Vが目標速度よりも低ければ、モータ2に出力する駆動パルスのデューティ比を高くして、モータ印加電圧Eを高くし、一方で現在の開閉体速度Vが目標速度よりも高ければ、モータ2に出力する駆動パルスのデューティ比を低くして、モータ印加電圧Eを低くする。そして、以上の処理を逐次行って、モータ2の回転動作、つまり開閉体速度Vを目標速度に追従させる。なお、電流検出部11が検出手段に相当する。
【0028】
開閉体制御装置4には、開閉体の異物挟み込みを検知する挟み込み検知機能が設けられている。本例の挟み込み検知機能は、開閉体作動中、モータ電流Iが対電流の挟み込み閾値Ik以上となったとき、又は開閉体速度Vが対速度の挟み込み閾値Vk未満となったとき、開閉体が異物を挟み込んだと判定して、例えばモータ2を逆転することにより開閉体を反転させて、異物挟み込みを解消する。
【0029】
この場合、開閉体制御装置4には、開閉体の異物の挟み込み有無を検知する挟み込み検知部12が設けられている。また、開閉体制御装置4には、電流検出部11から入力する電流検出信号Siを基に、モータ電流Iの値(以降、駆動モータ電流値Ixと記す)を算出する電流処理部13が設けられている。
【0030】
挟み込み検知部12は、電流処理部13から入力する駆動モータ電流値Ixと、対電流の挟み込み閾値Ikとを比較し、駆動モータ電流値Ixが挟み込み閾値Ik以上となると、挟み込み発生したと認識して、挟み込み検知信号Shを駆動制御部10に出力する。また、挟み込み検知部12は、開閉体情報処理部6から入力する開閉体速度Vの値(以降、開閉体速度値Vxと記す)と、対速度の挟み込み閾値Vkとを比較し、開閉体速度値Vxが挟み込み閾値Vk以上となると、挟み込みが発生したと認識して、挟み込み検知信号Shを駆動制御部10に出力する。
【0031】
駆動制御部10は、挟み込み検知部12から挟み込み検知信号Shを入力すると、モータ2をその時点で逆転させ、開閉体を反転させる。これにより、開閉体による異物の挟み込みが解消される。
【0032】
図2に、開閉体が作動したときの開閉体速度Vの変化波形を示し、図3に、同じく開閉体が作動したときのモータ電流Iの変化波形を示す。なお、図2及び図3では、開閉体を全開状態から全閉状態に動作させるときの例を図示している。図2に示すように、通常時の開閉体速度V、つまり図中で言う通常作動時開閉体速度は、目標速度を追従する波形をとる。また、通常時のモータ電流I、つまり図中で言う通常作動時電流値は、最初、電流値がばたつくものの暫くすると安定し、閉じ切り直前で電流が増加する波形をとる。
【0033】
ところで、開閉体の作動中、例えばいたずらに作動方向と同一方向に開閉体を押すなどして、開閉体に外乱が加えられることもある。この場合、図2に示すように、開閉体速度Vが外乱によって一時的に上昇する。また、駆動に必要なモータ出力が減少するため、図3に示すように、モータ電流Iが低く下げられることになる。開閉体に外乱による速度上昇が生じたとき、その後には、開閉体に揺り返しが発生するので、図2に示すように、今度は逆に開閉体速度Vが低くなり、駆動に必要なモータ出力は増加するため、図3に示すように、今度はモータ電流Iが上がる。
【0034】
つまり、開閉体に外乱が発生したときは、開閉体速度Vで見た場合、最初は外乱による影響で一時的に速度上昇が発生し、その後、揺り返しによって速度が一時的に下降する。一方、開閉体に外乱が発生したときは、モータ電流Iで見た場合、最初は外乱による影響でモータ電流Iが一時的に下がり、その後、揺り返しによってモータ電流Iが一時的に上昇する変化をとる。
【0035】
これら図からも分かるように、開閉体に外乱が発生したときには、駆動モータ電流値Ixが一時的に大きく上昇する変化をとるので、挟み込みが発生していないにもかかわらず、駆動モータ電流値Ixが挟み込み閾値Ik以上となってしまう可能性がある。つまり、挟み込みを誤判定してしまう状況も生じ得る。なお、図2及び図3の例では、1作動中に外乱が2回発生した例を図示している。
【0036】
そこで、本例の開閉体制御装置4には、開閉体に外乱が発生したとき、挟み込み閾値Ikを一時的に高くする挟み込み閾値切換機能が設けられている。ところで、図2に示すように、外乱が発生したときは、開閉体速度Vが一時的に上昇するので、この速度上昇を監視すれば、外乱の発生有無を検知することが可能である。また、図3に示すように、外乱が発生したときは、モータ電流Iが外乱を要因として一時的に大きく下降するので、この電流下降を検出することによっても、外乱を検出できるはずである。よって、本例の挟み込み閾値切換機能は、開閉体速度Vの一時的な上昇、又は電流低下の変化を監視することにより、外乱の発生有無を判定し、外乱が発生したと判定したとき、挟み込み閾値Ikをそれまでの通常値から拡張値に切り換える。
【0037】
この場合、電流処理部13には、駆動モータ電流値Ixを基準位置にて取得し、この基準電流値Ibsと現在電流値Inwとの差(電流差分値Isb)を算出する電流差分値算出部14が設けられている。電流差分値算出部14は、開閉体作動中、電流差分値Isbを常時算出する。本例の場合、基準位置とは、開閉体が安定した速度状態となったときの位置を言い、基準電流値Ibsは、開閉体が基準位置をとるときの駆動モータ電流値Ixのことを言う。なお、電流差分値算出部14が外乱判定手段を構成する。また、基準電流値Ibsが基準電気信号に相当し、現在電流値Inwが現在の電気信号に相当し、電流差分値Isbが差分に相当する。
【0038】
電流処理部13には、駆動モータ電流値Ixの一定量前電流値Ibfと現在電流値Inwとの差を求めて差を所定量積算していくことにより積算値(電流積算値Ies)を算出する電流積算値算出部15が設けられている。電流積算値算出部15は、開閉体作動中、電流積算値Iesを常時算出する。本例の場合、電流積算値Iesを算出するとき、一定量前電流値Ibfを用いることとしたのは、電流積算値Iesに開閉体の移動時間又は移動距離を含めたいからである。なお、電流積算値算出部15が外乱判定手段を構成する。また、一定量前電流値Ibfが一定量前の電気信号に相当し、電流積算値Iesが積算値に相当する。
【0039】
電流処理部13には、駆動モータ電流値Ixの微分値(電流微分値Idf)を算出する電流微分値算出部16が設けられている。電流微分値算出部16は、一定量前電流値Ibfと現在電流値Inwとの微分値をとり、これを電流微分値Idfとして算出する。電流微分値算出部16は、開閉体作動中、電流微分値Id fを常時算出する。本例の場合、電流微分値Idfを算出するとき、一定量前電流値Ibfを用いることとしたのは、電流微分値Idfに開閉体の移動時間又は移動距離を含めたいからである。なお、電流微分値算出部16が外乱判定手段を構成し、電流微分値Idfが微分値に相当する。
【0040】
開閉体制御装置4には、開閉体作動中における外乱の発止有無を判定する外乱判定部17が設けられている。図4に示すように、本例の外乱判定部17は、開閉体速度V又はモータ電流Iを監視することにより外乱の発生有無を判定し、開閉体速度Vが規定値を超えるとき、又はモータ電流Iの変化特性が規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと認識し、外乱検出信号Srを挟み込み検知部12に出力する。なお、外乱判定部17が外乱判定手段を構成する。
【0041】
本例の外乱判定部17は、開閉体情報処理部6から入力する開閉体速度値Vxと、速度用外乱判定閾値V1とを比較することにより、外乱の発生有無を判定する。そして、外乱判定部17は、開閉体速度値Vxが速度用外乱判定閾値V1を超えたとき、外乱が発生したと認識して、第1外乱検出信号Sr1を挟み込み検知部12に出力する。なお、本例の外乱判定部17は、開閉体速度値Vxが規定値以上となったとき、又は開閉体速度値Vxが軌道計画(目標速度)に対して規定値以上となったとき、外乱が発生したと認識する。外乱判定部17は、開閉体速度値Vxにて外乱を検出している間、第1外乱検出信号Sr1を挟み込み検知部12に出力し続ける。
【0042】
外乱判定部17は、電流差分値算出部14から入力する電流差分値Isbと、規定値である差分用外乱判定閾値I1とを比較することにより、外乱の発生有無を判定する。そして、外乱判定部17は、電流差分値Isbが差分用外乱判定閾値I1未満となったとき、開閉体に外乱が発生したと認識し、第2外乱検出信号Sr2を挟み込み検知部12に出力する。外乱判定部17は、電流差分値Isbが差分用外乱判定閾値I1未満の値をとる間、第2外乱検出信号Sr2を挟み込み検知部12に出力し続ける。
【0043】
外乱判定部17は、電流積算値算出部15から入力する電流積算値Iesと、規定値である積算用外乱判定閾値I2とを比較することにより、外乱の発生有無を判定する。そして、外乱判定部17は、電流積算値Iesが積算用外乱判定閾値I2未満となったとき、外乱が発生したと認識して、第3外乱検出信号Sr3を挟み込み検知部12に出力する。外乱判定部17は、電流積算値Iesが積算用外乱判定閾値I2未満の値をとる間、第3外乱検出信号Sr3を挟み込み検知部12に出力し続ける。
【0044】
外乱判定部17は、電流微分値算出部16から入力する電流微分値Idfと、規定値である微分用外乱判定閾値I3とを比較することにより、外乱の発生有無を判定する。そして、外乱判定部17は、電流微分値Idfが微分用外乱判定閾値I3未満となったとき、外乱が発生したと認識して、第4外乱検出信号Sr4を挟み込み検知部12に出力する。外乱判定部17は、電流微分値Idfが微分用外乱判定閾値I3未満の値をとる間、第4外乱検出信号Sr4を挟み込み検知部12に出力し続ける。
【0045】
挟み込み検知部12には、外乱判定部17の判定結果を基に挟み込み閾値Ikを切り換える挟み込み閾値切換部18が設けられている。挟み込み閾値切換部18は、外乱判定部17から外乱検出信号Sr1〜Sr4のいずれかを入力すると、挟み込み閾値Ikを、それまでの通常値から高い値(拡張値)に切り換える。そして、挟み込み閾値切換部18は、外乱検出信号Sr1〜Sr4を入力する間、挟み込み閾値Ikを拡張値に維持する。つまり、挟み込み閾値切換部18は、少なくとも外乱が発生している間、挟み込み閾値Ikを拡張値で保持する。なお、挟み込み閾値切換部18が閾値変更手段に相当する。
【0046】
挟み込み閾値切換部18には、挟み込み閾値Ikを通常値に戻すときに使用する複数のカウンタ19が設けられている。カウンタ19は、速度判定用の第1カウンタ19aと、差分判定用の第2カウンタ19bと、積算判定用の第3カウンタ19cと、微分判定用の第4カウンタ19dとからなる。挟み込み閾値切換部18は、外乱を検出しなくなった後の開閉体移動量L又は経過時間Tを、これらカウンタ19a〜19dを用いて計測し、外乱を検出しなくなった後の開閉体移動量L又は経過時間Tが規定量以上となれば、挟み込み閾値Ikを元の通常値に戻す。
【0047】
次に、本例の挟み込み閾値切換機能の動作を、図5及び図6のフローチャートを用いて説明する。なお、図5及び図6のフローチャートは、開閉体(モータ2)の作動中、開閉体制御装置4によって常時実行される。
【0048】
ステップ101において、外乱判定部17は、電流積算値Iesが積算用外乱判定閾値I2未満か否か(I2>Iesが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体に外乱が発生したか否かを、モータ電流Iの積算変化により判定する。そして、I2>Iesが成立すれば、ステップ102に移行し、I2>Iesが成立しなければ、ステップ201に移行する。なお、外乱判定部17は、I2>Iesが成立すると判定したとき、第3外乱検出信号Sr3を挟み込み閾値切換部18に出力する。
【0049】
ステップ201において、外乱判定部17は、電流差分値Isbが差分用外乱判定閾値I1未満か否か(I1>Idsが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体に外乱が発生したか否かを、モータ電流Iの差分変化により判定する。そして、I1>Idsが成立すれば、ステップ202に移行し、I1>Idsが成立しなければ、ステップ301に移行する。なお、外乱判定部17は、I1>Idsが成立すると判定したとき、第2外乱検出信号Sr2を挟み込み閾値切換部18に出力する。
【0050】
ステップ301において、外乱判定部17は、電流微分値Idfが微分用外乱判定閾値I3未満か否か(I3>Idfが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体に外乱が発生したか否かを、モータ電流Iの微分変化により判定する。そして、I3>Idfが成立すれば、ステップ302に移行し、I3>Idfが成立しなければ、ステップ401に移行する。なお、外乱判定部17は、I3>Idfが成立すると判定するとき、第4外乱検出信号Sr4を挟み込み閾値切換部18に出力する。
【0051】
ステップ401において、外乱判定部17は、開閉体速度値Vxが速度用外乱判定閾値V1を超えるか否か(V1<Vxが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体に外乱が発生したか否かを、開閉体の速度変化により判定する。そして外乱判定部17は、V1<Vxが成立すれば、ステップ402に移行し、V1<Vxが成立しなければ、フローチャートのスタートに戻る。なお、外乱判定部17は、V1<Vxが成立すると判定するとき、第1外乱検出信号Sr1を挟み込み閾値切換部18に出力する。
【0052】
ステップ102、202、302、402の各々において、挟み込み閾値切換部18は、外乱検出信号Sr1〜Sr4のいずれか1つの入力を契機に、挟み込み閾値Ikを通常値から拡張値、つまり高い値に切り換える。挟み込み閾値切換部18は、4つの外乱検出信号Sr1〜外乱検出信号Sr4の少なくとも1つを入力する間、挟み込み閾値Ikを拡張値に維持する。
【0053】
ステップ103において、外乱判定部17は、電流積算値Iesが積算用外乱判定閾値I2以上になったか否か(I2≦Iesが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体の外乱が収束したか否かを、モータ電流Iの積算変化により判定する。そして、外乱判定部17は、I2≦Iesが成立するとき、挟み込み閾値切換部18への第3外乱検出信号Sr3の出力を停止する。よって、ステップ103の判定でステップ105に移行する。一方、外乱判定部17は、I2≦Iesが成立しないとき、挟み込み閾値切換部18への第3外乱検出信号Sr3への出力を継続する。よって、ステップ103の判定でステップ102に戻り、挟み込み閾値切換部18は挟み込み閾値Ikを拡張値で維持する。
【0054】
ステップ203において、外乱判定部17は、電流差分値Isbが差分用外乱判定閾値I1以上になったか否か(I1≦Idsが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体の外乱が収束したか否かを、モータ電流Iの差分変化により判定する。そして、外乱判定部17は、I1≦Idsが成立するとき、挟み込み閾値切換部18への第2外乱検出信号Sr2の出力を停止する。よって、ステップ203の判定でステップ205に移行する。一方、外乱判定部17は、I1≦Idsが成立しなきとき、挟み込み閾値切換部18への第2外乱検出信号Sr2への出力を継続する。よって、ステップ203の判定でステップ202に戻り、挟み込み閾値切換部18は挟み込み閾値Ikを拡張値で維持する。
【0055】
ステップ303において、外乱判定部17は、電流微分値Idfが微分用外乱判定閾値I3以上になったか否か(I3≦Idfが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体の外乱が収束したか否かを、モータ電流Iの微分変化により判定する。そして、外乱判定部17は、I3≦Idfが成立するとき、挟み込み閾値切換部18への第4外乱検出信号Sr4の出力を停止する。よって、ステップ303の判定でステップ305に移行する。一方、外乱判定部17は、I3≦Idfが成立しないとき、挟み込み閾値切換部18への第4外乱検出信号Sr4への出力を継続する。よって、ステップ303の判定でステップ302に戻り、挟み込み閾値切換部18は挟み込み閾値Ikを拡張値で維持する。
【0056】
ステップ403において、外乱判定部17は、開閉体速度値Vxが速度用外乱判定閾値V1以下となったか否か(V1≧Vxが成立するか否か)を判定する。つまり、外乱判定部17は、開閉体の外乱が収束したか否かを、開閉体速度Vの変化により判定する。そして、外乱判定部17は、V1≧Vxが成立するとき、挟み込み閾値切換部18への第1外乱検出信号Sr1の出力を停止する。よって、ステップ403の判定でステップ405に移行する。一方、外乱判定部17は、V1≧Vxが成立しないとき、挟み込み閾値切換部18への第1外乱検出信号Sr1の出力を継続する。よって、ステップ403の判定でステップ402に戻り、挟み込み閾値切換部18は挟み込み閾値Ikを拡張値で維持する。
【0057】
ステップ103のYESの判定で移行するステップ105において、挟み込み閾値切換部18は、第3カウンタ19cをカウントアップする。つまり、挟み込み閾値切換部18は、積算変化の判定で開閉体の外乱が収束したと認識してからの開閉体移動量L又は経過時間Tを第3カウンタ19cによりカウントする。第3カウンタ19cは、カウンタ値「0」からスタートし、処理がステップ105に入る度に1ずつインクリメントされていく。
【0058】
ステップ106において、挟み込み閾値切換部18は、I2≦Iesが成立するか否かを再度判定する。これは、第3カウンタ19cでのカウント中、モータ電流Iが積算用外乱判定閾値I2を再度下回ってしまっていないかを確認するためである。そして、I2≦Iesが成立すれば、ステップ107に移行し、I2≦Iesが成立しなければ、ステップ104に移行する。
【0059】
ステップ104において、挟み込み閾値切換部18は、第3カウンタ19cをリセットする。つまり、開閉体に外乱が再び発生してしまったので、挟み込み閾値切換部18は第3カウンタ19cによるカウント計数をやり直す。
【0060】
ステップ107において、挟み込み閾値切換部18は、I1≦Idsが成立するか否かを再度判定する。これは、第3カウンタ19cでのカウント中、モータ電流Iが差分用外乱判定閾値I1を再度下回ってしまっていないかを確認するためである。そして、I1≦Idsが成立すれば、ステップ108に移行する。一方、I1≦Idsが成立しなければ、ステップ204に移行して、第2カウンタ19bを用いた開閉体移動量L又は経過時間Tの計測を開始する。
【0061】
ステップ108において、挟み込み閾値切換部18は、I3≦Idfが成立するか否かを再度判定する。これは、第3カウンタ19cでのカウント中、モータ電流Iが微分用外乱判定閾値I3を再度下回ってしまっていないかを確認するためである。そして、I3≦Idfが成立すれば、ステップ109に移行する。一方、I3≦Idfが成立しなければ、ステップ304に移行して、第4カウンタ19dを用いた開閉体移動量L又は経過時間Tの計測を開始する。
【0062】
ステップ109において、挟み込み閾値切換部18は、V1≧Vxが成立するか否かを再度判定する。これは、第3カウンタ19cでのカウント中、開閉体速度値Vxが速度用外乱判定閾値V1を再度超えてしまっていないかを確認するためである。そして、V1≧Vxが成立すれば、ステップ110に移行する。一方、V1≧Vxが成立しなければ、ステップ404に移行して、第1カウンタ19aを用いた開閉体移動量L又は経過時間Tの計測を開始する。
【0063】
ステップ110において、挟み込み閾値切換部18は、第3カウンタ19cがカウント上限値に到達したか否かを判定する。つまり、ここでは、積算変化の判定で外乱が収束したと認識してからの開閉体移動量L又は経過時間Tが、規定量以上となったか否かを判定する。このとき、第3カウンタ19cがカウント上限値に到達していれば、ステップ111に移行する。一方、第3カウンタ19cがカウント上限値に到達していなければ、ステップ105に戻り、第3カウンタ19cがカウント上限値に到達するまでステップ105〜110の処理を繰り返す。
【0064】
ステップ111において、挟み込み閾値切換部18は、挟み込み閾値Ikをそれまでの拡張値から通常値に戻す。これにより、挟み込み閾値Ikが通常値に復帰する。
なお、ステップ204〜210の処理、ステップ304〜310の処理、ステップ404〜410の処理は、ステップ104〜110の処理と比べ、使用するカウンタが異なるのみで、処理内容は基本的に同じである。よって、ステップ104〜110の説明を以て、ステップ204〜210の処理、ステップ304〜310の処理、ステップ404〜410の処理の説明は省略する。
【0065】
以上により、本例においては、開閉体速度V又はモータ電流Iの変化により、開閉体に外乱が加えられたか否かを判定し、外乱発生時には、モータ電流Iが挟み込み閾値Ikを上回らないように、挟み込み閾値Ikを拡張する。よって、開閉体に外乱が発生しても、外乱を要因とする電流上昇を挟み込みとして検知せずに済むので、挟み込み検知の精度を確保することが可能となる。
【0066】
また、開閉体の作動中、常に外乱の発生有無を監視しているので、開閉体作動中に開閉体に外乱が発生しても、その都度、挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換えることが可能となる。よって、開閉体が作動中であっても、いつでも挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換えることが可能となるので、挟み込み誤検知防止に効果が高くなる。また、外乱が発生したときのみ挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換えるので、真に必要なときにのみ、挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換えることも可能となる。
【0067】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)開閉体作動中において開閉体の外乱の発生有無を監視し、外乱発生を確認した際には、挟み込み閾値Ikを通常値から拡張値に切り換える。このため、開閉体に外乱が発生したとき、外乱によってモータ電流Iが意図せず上昇する状況となっても、外乱発生時点で挟み込み閾値Ikが通常値から拡張値に切り換えられるので、モータ電流Iが挟み込み閾値Ikを上回らずに済む。よって、外乱を要因とするモータ電流Iの上昇が生じても、これを挟み込みとして検知せずに済むので、挟み込み誤検知防止に効果が高くなる。また、開閉体作動中、常に外乱発生を監視するので、外乱発生時という閾値切り換えが真に必要なタイミングでのみ、挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換えることができる。
【0068】
(2)開閉体作動中、開閉体に外乱が発生したときに挟み込み閾値Ikを通常値から拡張値に切り換えるので、外乱が発生したタイミングでのみ、挟み込み閾値Ikを拡張値に切り換える。よって、例えば開閉体を開操作したときに常に挟み込み閾値Ikを高くする処理を採用せずに済むので、挟み込み荷重が決まった区間で常に高くなってしまう状況も回避することができる。
【0069】
(3)開閉体速度Vが規定値を超えるとき、又は開閉体速度Vが目標速度に対して規定値を超えるとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。よって、この場合は、速度比較という簡単な処理にて外乱判定を行うことができる。
【0070】
(4)基準電流値Ibsと現在電流値Inwとの差(電流差分値Isb)を算出し、電流差分値Isbが規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。ところで、電流差分値Isbは、仮に開閉体に外乱がゆっくり加わっても、又は開閉体に外乱が急に加わっても、ある程度の変化が出る特性がある。つまり、電流差分値Isbは、電流積算値Iesと電流微分値Idfとの間の特性を有する。よって、電流差分値Isbを用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体に加わる外乱を、バランスよく好適に検出することができる。
【0071】
(5)一定量前電流値Ibfと現在電流値Inwとの差を規定量積算して電流積算値Iesを算出し、電流積算値Iesが規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。ところで、電流積算値Iesは、開閉体にゆっくりの外力が加わったときに顕著に値が出る特性がある。よって、電流積算値Iesを用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体にゆっくりと加わる外乱を、精度よく検出することができる。
【0072】
(6)一定量前電流値Ibfと現在電流値Inwとの微分をとって電流微分値Idfを算出し、電流微分値Idfが規定値を下回るとき、開閉体に外乱が発生したと判定する。ところで、電流微分値Idfは、開閉体に急な(瞬間的な)外力が加わったときに顕著に値が出る特性がある。よって、電流微分値Idfを用いて外乱判定を行うようにすれば、開閉体に急に加わる外乱を、精度よく検出することができる。
【0073】
(7)開閉体速度V、電流差分値Isb、電流積算値Ies及び電流微分値Idfの4パラメータを常に監視し、これらの中で1つでも規定値から外れると、外乱が発生したとして処理する。よって、外乱判定の精度向上に効果が高くなる。
【0074】
(8)外乱が収束したと判定されたとき、直ぐに挟み込み閾値Ikを元の通常値に戻すのではなく、外乱が収束したと判定されてからの開閉体移動量L又は経過時間Tが規定量以上となったとき、挟み込み閾値Ikを元の通常値に戻す。よって、外乱が収束した後に開閉体が安定してから挟み込み閾値Ikを元に戻すので、挟み込み閾値Ikを最適のタイミングで通常値に戻すことができる。
【0075】
(9)挟み込み閾値Ikを元の通常値に戻す際、つまり開閉体移動量L又は経過時間Tが規定量以上となるか否かの判定中、開閉体速度V、電流差分値Isb、電流積算値Ies及び電流微分値Idfの4パラメータの全てで外乱が収束したと判定できたときに、挟み込み閾値Ikを元の通常値に戻す。よって、開閉体が確実に安定状態となったときに、挟み込み閾値Ikを拡張値から元の通常値に戻すことができる。
【0076】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・挟み込み閾値Ikの拡張値は、開閉体速度Vを用いた判定処理、電流差分値Isbを用いた判定処理、電流積算値Iesを用いた判定処理、及び電流微分値Idfを用いた判定処理の全てで同じ値をとることに限定されない。つまり、各判定処理で拡張値が異なる値に設定されていてもよい。
【0077】
・挟み込み閾値Ikの拡張値は、固定値に限定されない。例えば、外乱の大きさに応じて拡張値が異なる値に設定される可変値としてもよい。
・開閉状態検出センサ5は、モータ2に組み込まれたエンコーダに限定されず、例えば開閉体自体の動きを検出するセンサを用いてもよい。
【0078】
・外乱判定で使用する電気信号は、モータ電流Iに限定されず、例えばモータ電圧としてもよい。
・開閉体の作動速さは、速度(開閉体速度V)に限定されず、加速度としてもよい。
【0079】
・外乱判定は、開閉体速度V、電流差分値Isb、電流積算値Ies及び電流微分値Idfの4パラメータを全て用いる処理に限定されず、少なくとも1つ使用した判定処理であればよい。
【0080】
・駆動手段は、モータに限定されず、ソレノイド等の他のアクチュエータを使用してもよい。
・開閉体は、スライドドアやバックドアに限定されず、他の部材を用いてもよい。
【0081】
・電気信号は、電流(モータ電流I)に限定されず、モータへの印加電圧(モータ電圧)としてもよい。
・開閉体制御装置4は、車両に使用されることに限定されず、他の機器や装置に応用可能である。
【0082】
・外乱判定の方式は、開閉体速度V、電流差分値Isb、電流積算値Ies及び電流微分値Idfを用いた方式に限らず、外乱を認識できれば、その方式は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0083】
2…駆動手段としてのモータ、4…開閉体制御装置、6…外乱判定手段を構成する開閉体情報処理部、11…検出手段としての電流検出部、14…外乱判定手段を構成する電流差分値算出部、15…外乱判定手段を構成する電流積算値算出部、16…外乱判定手段を構成する電流微分値算出部、17…外乱判定手段を構成する外乱判定部、18…閾値変更手段としての挟み込み閾値切換部、I…電気信号としてのモータ電流、Ik…挟み込み閾値、V…作動速さとしての開閉体速度、Vk…挟み込み閾値、Ibs…基準電気信号としての基準電流値、Inw…現在の電気信号としての現在電流値、Isb…差分としての電流差分値、Ibf…一定量前の電気信号としての一定量前電流値、Ies…積算値としての電流積算値、Idf…微分値としての電流微分値、L…開閉体移動量、T…経過時間。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
開閉体が軌道計画に則って動作するように駆動手段を制御しながら前記開閉体を作動させ、当該制御時に前記駆動手段の動作状態を検出手段にて検出し、当該検出手段から得られる電気信号と挟み込み閾値とを比較することにより、前記開閉体における異物の挟み込みの有無を検知可能な開閉体制御装置において、
前記開閉体の開閉の作動中、作動方向と同じ方向に前記開閉体に加わる外乱を要因として前記軌道計画に対して生じる作動速さ及び電気信号の変化の少なくとも一方を監視することにより、当該開閉体に外乱が発生したか否かを判定する外乱判定手段と、
前記外乱判定手段が外乱有りと判定したとき、前記挟み込み閾値を切り換える閾値変更手段と
を備えたことを特徴とする開閉体制御装置。
【請求項2】
前記外乱判定手段は、前記開閉体の作動速さが規定値を超えるとき、又は前記開閉体の作動速さが前記軌道計画に対して規定値を超えるとき、外乱が発生したと認識する
ことを特徴とする請求項1に記載の開閉体制御装置。
【請求項3】
前記外乱判定手段は、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と、現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の開閉体制御装置。
【請求項4】
前記外乱判定手段は、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定する
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の開閉体制御装置。
【請求項5】
前記外乱判定手段は、一定量前の電気信号と現在の電気信号の微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定する
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の開閉体制御装置。
【請求項6】
前記外乱判定手段は、前記開閉体の作動速さを規定値と比較することにより外乱の発生有無を判定する処理と、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定する処理との少なくともいずれか1処理で、外乱有無を判定する
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の開閉体制御装置。
【請求項7】
前記閾値変更手段は、前記外乱判定手段が外乱の収束を認識した後、前記開閉体の移動量又は経過時間が規定量以上となったとき、当該挟み込み閾値を拡張値から元の通常値に戻す
ことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の開閉体制御装置。
【請求項8】
前記閾値変更手段は、前記開閉体の作動速さを規定値と比較することにより外乱の発生有無を判定する処理と、前記開閉体が安定作動しているときに前記電気信号がとる基準電気信号と現在の電気信号との差分を演算し、当該差分を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との差を積算していき、これにより求まる積算値を基に外乱の発生有無を判定する処理と、一定量前の電気信号と現在の電気信号との微分値とを演算し、当該微分値を基に外乱の発生有無を判定する処理との全てで、外乱が収束したと判定されたとき、前記挟み込み閾値を元の通常値に戻す
ことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の開閉体制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−2110(P2013−2110A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−133466(P2011−133466)
【出願日】平成23年6月15日(2011.6.15)
【出願人】(000000011)アイシン精機株式会社 (5,421)
【Fターム(参考)】