JP6968615B2 - スライドドア開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、スライドドア開閉装置に関する。

下記特許文献１には、ウインドガラスを駆動するモータの回転速度を検出するパワーウインド制御装置が開示されている。

これらのパワーウインド制御装置は、一般的に、モータの回転に応じて発生するパルス信号のパルス周期に基づいて、上記モータの回転速度を検出する。具体的には、パワーウインド制御装置は、モータの回転速度のバラツキを抑えるため、モータの１回転分のパルス数のパルス周期を平均化して、モータの回転速度を求めている。

特開２０００−３１４２６９号公報

しかしながら、モータの回転速度は、現在を基準として所定数前までのパルス周期が平均化されることで求められるため、モータの回転速度が徐々に低下又は増大すると、実際のモータの回転速度との差が大きくなる。したがって、モータの回転速度を正確に検出することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの回転速度をより正確に検出することができるスライドドア開閉装置を提供することである。

本発明の一態様は、車両用のスライドドアの速度を検出する速度検出装置を有するスライドドア開閉装置であって、前記スライドドアに設けられるローラアッシーと、前記ローラアッシーに接続されたケーブルと、前記ケーブルが巻き掛けられるドラムと、前記ドラムを回転駆動させるモータと、前記ローラアッシーを案内するガイドレールと、を備え、前記ガイドレールは、車両前方側に形成され車室内側に湾曲する形状である湾曲部と、車両後方側に形成された直線部と、を備え、前記速度検出装置は、前記モータの回転に応じてパルス信号を出力する回転センサと、前記パルス信号のパルス周期を検出する周期検出部と、所定数のパルス周期から前記モータの回転速度を検出する速度検出部と、を備え、前記速度検出部は、前記パルス信号のカウント数によって前記スライドドアの前記湾曲部への進入を判別した場合、前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出することを特徴とする速度検出装置である。

本発明の一態様は、上述のスライドドア開閉装置であって、前記速度検出部は、前記パルス周期が所定範囲を超える場合には、前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出する。

本発明の一態様は、上述のスライドドア開閉装置であって、前記モータの回転速度は、前記所定数の前記パルス周期の平均値とする。

以上説明したように、本発明によれば、モータの回転速度をより正確に検出することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用開閉装置２１を備えるワンボックスタイプの車両を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るスライドドア１３の装着部分の詳細を示す拡大図である。 本発明の一実施形態に係る車両用開閉装置２１の制御体系における概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置３１の概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る速度検出部３２０におけるモータ２５の回転速度Ｖの検出方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置３１の動作の流れを説明する図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

以下、本発明の一実施形態に係る速度検出装置を、図面を用いて説明する。

以下、本実施形態に係る速度検出装置を備える車両用開閉装置２１について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の車両用開閉装置２１を備えるワンボックスタイプの車両を示す側面図である。図２は、本実施形態におけるスライドドア１３の上面図であり、スライドドア１３の装着部分の詳細を示す拡大図である。

図１及び図２に示すように、車両１１は、スライドドア１３、ガイドレール１４、１６、１７、車両用開閉装置２１を備える。

図１に示すように、車両１１は、ワンボックスタイプの乗用車であり、その車体１２の側部にはスライドドア１３が設けられている。このスライドドア１３は、本発明の「開閉体」の一例である。例えば、本発明の「開閉体」は、テールゲートであってもよい。

このスライドドア１３は、車体１２の側部に固定されたガイドレール（案内部材）１４に案内されて、図１中に実線で示す全閉位置と一点鎖線で示す全開位置との間で開閉自在である。したがって、乗員の乗降や荷物の積み下ろしなどを行う際にはスライドドア１３を所望の開度にまで開けて使用される。また、スライドドア１３には、スライドドア１３の開閉動作を指令するために、開閉スイッチとしてのハンドル３４が設けられている。

図２に示すように、スライドドア１３には、ローラアッシー１５が設けられている。スライドドア１３は、ローラアッシー１５がガイドレール１４に案内されることにより、車両１１の前後方向に移動する。

ガイドレール１４は、湾曲部１４ａ、直線部１４ｂ、反転プーリ１８及び反転プーリ１９を備える。

湾曲部１４ａは、ガイドレール１４の車両前方側に形成されている。湾曲部１４ａは、車室内側に湾曲する形状である。スライドドア１３は、ローラアッシー１５が湾曲部１４ａに案内されることにより、車体１２の側面と同一面に収まるように車体１２の内側に引き込まれた状態で閉じられる。直線部１４ｂは、湾曲部１４ａよりも車両後方位置に形成されている。直線部１４ｂは、車体１２の側部に対して平行な形状である。

ローラアッシー１５は、図２に示す部位以外にスライドドア１３の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）にも設けられている。スライドドア１３の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）に設けられたローラアッシー１５に対応して車体１２の開口部の上下部位にガイドレール１６及びガイドレール１７が設けられている。したがって、スライドドア１３は、車体１２に計３カ所において支持されている。
反転プーリ１８、１９は、それぞれガイドレール１４の両端に設けられている。

車両用開閉装置２１は、スライドドア１３を自動的に開閉する装置である。
車両用開閉装置２１は、駆動ユニット２２及びケーブル２３（ケーブル２３ａ、ケーブル２３ｂ）を備える。
駆動ユニット２２は、ガイドレール１４の車両前後方向の略中央部に隣接して車体１２の内部に配置される。
ケーブル２３ａ、ケーブル２３ｂは、それぞれ車両後方側と前方側からローラアッシー１５に接続される。駆動ユニット２２は、ケーブル２３ａ又はケーブル２３ｂの一方のケーブルを引くことによりスライドドア１３が開動作又は閉動作される。

図３は、本実施形態における車両用開閉装置２１の制御体系における概略構成の一例を示す図である。

車両用開閉装置２１は、モータ２５、減速機２６、ドラム２８、回転センサ３３、及び制御装置３１を備える。なお、制御装置３１は、本発明の「速度検出装置」の一例である。

モータ２５は、スライドドア１３を開閉駆動する駆動源である。例えば、モータ２５は、３相ブラシレスモータ等の正逆両方向に回転可能なモータである。モータ２５は、制御装置３１から供給される駆動信号に基づいて、回転駆動する。

減速機２６は、モータ２５に固定され、モータ２５の回転を減速機２６により所定の回転数にまで減速する。したがって、モータ２５の回転は、減速機２６により所定の回転数にまで減速して出力軸２７から出力される。

出力軸２７には、外周面に図示しない螺旋状の案内溝が形成された円筒形状のドラム２８が固定されている。ドラム２８には、ケーブル２３が案内溝に沿って複数回巻き付けられている。したがって、モータ２５が作動してドラム２８がモータ２５に駆動されて回転すると、スライドドア１３は開閉動作する。すなわち、モータ２５が正転すると、例えば反時計回り方向にドラム２８が回転する。これにより、ケーブル２３の車両後方側がドラム２８に巻き取られるため、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら開方向に移動する。一方、モータ２５が逆転すると、例えば時計回り方向にドラム２８が回転する。これにより、ケーブル２３の車両前方側がドラム２８に巻き取られるため、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら閉方向に移動する。

上述したように、スライドドア１３は、ケーブル２３、ドラム２８、出力軸２７等を介してモータ２５に接続され、モータ２５により開閉駆動される。なお、モータ２５と出力軸２７との間の動力伝達経路を断続するクラッチ機構を減速機２６に設け、スライドドア１３が手動で開閉操作されるときにはクラッチ機構を遮断状態に切り替えるようにしてもよい。また、ドラム２８とスライドドア１３との間に、ケーブル２３の弛みを取って、ケーブル張力を一定範囲に維持するテンショナーを設けてもよい。

回転センサ３３は、スライドドア１３の位置を検出する。例えば、回転センサ３３は、ホールＩＣを備えた磁気式のロータリエンコーダである。例えば、出力軸２７には周方向に多数の磁極が着磁されたセンサマグネット３２が固定されている。そして、センサマグネット３２に対向する位置に近傍するように回転センサ３３であるホールＩＣ３２ａ、ホールＩＣ３２ｂ及びホールＩＣ３２ｃが配置されている。ホールＩＣ３２ａ、ホールＩＣ３２ｂ及びホールＩＣ３２ｃは、互いに所定の位相差を有して配置されている。したがって、回転センサ３３は、ドラム２８が回転しセンサマグネット３２がホールＩＣ３２ａ、ホールＩＣ３２ｂ及びホールＩＣ３２ｃの前を通過することで検出した磁束密度の変化を電気信号として互いに位相が異なる３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）の交番信号を生成する。そして、回転センサ３３は、各相の交番信号の値が所定値を超えた（すなわち、回転センサ３３が受ける磁界の強さが所定の強度を超えた）か否かで出力値がＨｉｇｈとＬｏｗに変化する２値のデジタル信号（パルス信号）に変換する。回転センサ３３は、各相のパルス信号としてＵ相パルス信号、Ｖ相パルス信号及びＷ相パルス信号とを制御装置３１に出力する。

スライドドア１３には、その車室内側と外側とにそれぞれ開閉スイッチとしての機能を有するハンドル３４が設けられている。ハンドル３４は、制御装置３１に接続されている。ハンドル３４は、乗員等により操作されると、その操作に応じた開閉指令信号を制御装置３１に出力する。すなわち、ハンドル３４は、乗員等の操作者により開側に操作されると、スライドドア１３を開くことを指示する指令信号を制御装置３１に出力する。ハンドル３４は、乗員等の操作者により閉側に操作されるとスライドドア１３を閉じことを指示する指令信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１は、ハンドル３４から供給された開閉指令信号を取得すると、開閉指令信号に基づいてモータ２５を正転又は逆転制御する。これにより、制御装置３１は、スライドドア１３を開方向又は閉方向に作動させることができる。すなわち、操作者はハンドル３４を操作することにより、スライドドア１３を自動で開閉動作させることができる。

制御装置３１は、パルス信号の周期からモータ２５の回転速度を求める。そして、制御装置３１は、その回転速度が一定になるように、モータ２５を制御する。

図４は、本実施形態に係る制御装置３１の概略構成の一例を示す図である。
制御装置３１は、周期検出部３１０、速度検出部３２０、及び駆動部３３０を備える。

周期検出部３１０は、指令信号によるスライドドア１３の開閉操作が開始されると（又はパルス信号が出現すると）、回転センサ３３から供給されるパルス信号の周期（以下、「パルス周期」という。）Ｔを、回転センサ３３からパルス信号を取得するごとに検出する。例えば、周期検出部３１０は、回転センサ３３からのパルス信号の取得間隔からパルス周期Ｔを検出する。したがって、例えば、１６極分のセンサマグネット３２が出力軸２７に固定されている場合には、周期検出部３１０は、ドラム２８が一回転するごとに１６個のパルス周期Ｔを検出することになる。

速度検出部３２０は、所定のデータ数Ｎ（所定数）のパルス周期Ｔからモータ２５の回転速度Ｖを検出する。ここで、データ数Ｎのパルス周期Ｔとは、周期検出部３１０が取得したパルス周期Ｔのうち、最新のパルス周期ＴからＮ個前までのパルス周期Ｔである。このようにデータ数Ｎとは、回転速度Ｖを求めるために必要なパルス周期Ｔのデータ数である。
ただし、速度検出部３２０は、データ数Ｎを固定値とせず、最新のパルス周期Ｔに応じて減少させる変更値とする。
以下に、速度検出部３２０におけるモータ２５の回転速度Ｖの検出方法について、図５を用いて説明する。

例えば、速度検出部３２０は、モータ２５（ドラム２８）１回転分のパルス数のパルス周期Ｔを平均化して回転速度Ｖを求める。ここで、本実施形態では、ドラム２８が一回転するごとに１６個のパルス信号が回転センサ３３から出力される。そのため、速度検出部３２０は、上記データ数Ｎを「１６」として、最新の１６個のパルス周期Ｔを平均化して、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求める。

具体的には、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔｎとした場合には、式（１）に示すように、パルス周期Ｔ_ｎからパルス周期Ｔ_ｎ−１５までの１６個のパルス周期を平均化して平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求める。
平均パルス周期Ｔ_ａｖｅ＝（Ｔ_ｎ＋Ｔ_ｎ−１＋…Ｔ_ｎ−１５）／１６ …（１）

ただし、図５に示すように、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが所定範囲（閾値Ｔｘ以下且つ閾値Ｔｙ（＜Ｔｘ）以上の範囲）を超える場合には、上記データ数Ｎを減少させて回転速度Ｖを検出する。例えば、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合には、現在のデータ数Ｎから予め設定された数（減算値）Ｘを減算した値を新たなデータ数Ｎ´とする。そして、速度検出部３２０は、新たに求めたデータ数Ｎ´のパルス周期Ｔを平均化して、平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを求める。すなわち、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合には、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求めるために平均化するパルス周期Ｔのデータ数を減らし、その減らしたデータ数で平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを求める。

例えば、図５に示すように、現在のデータ数Ｎが「１６」である場合において、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合には、式（２）に示すように、データ数を現在のデータ数Ｎの半分の値に変更して、パルス周期Ｔ_ｎからパルス周期Ｔ_ｎ−７までの８個のパルス周期を平均化して平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを求める。
平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅ＝（Ｔ_ｎ＋Ｔ_ｎ−１＋…Ｔ_ｎ−７）／８ …（２）

駆動部３３０は、速度検出部３２０が検出した回転速度Ｖが目標値になるように、モータ２５の駆動を制御する。

以下に、本実施形態に係る制御装置３１の動作について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る制御装置３１の動作の流れを説明する図である。

周期検出部３１０は、回転センサ３３から供給されるパルス信号を取得するごとに、パルス周期Ｔを検出する（ステップＳ１０１）。
速度検出部３２０は、周期検出部３１０でパルス信号が取得されるごとに、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えないと判定した場合には、現在を基準としてデータ数Ｎのパルス周期Ｔｎ〜Ｔ_{ｎ−（Ｎ−１）}を平均化して、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを算出する（ステップＳ１０３）。

一方、速度検出部３２０は、ステップＳ１０２において、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えると判定した場合には、現在を基準としてデータ数Ｎよりも少ないデータ数Ｎ´のパルス周期Ｔｎ〜Ｔ_ｎ−（Ｎ´_−１）を平均化して、平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを算出する（ステップＳ１０４）。すなわち、速度検出部３２０は、ステップＳ１０２において、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えると判定した場合には、平均化するパルス周期のデータ数を所定数Ｘだけ減らし、その減らしたデータ数でパルス周期を平均化して、平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを算出する。

速度検出部３２０は、算出した平均化周期から、モータ２５の回転速度Ｖを求める（ステップＳ１０５）。すなわち、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えないと判定した場合には、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅから回転速度Ｖを算出する。一方、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超えると判定した場合には、平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅから回転速度Ｖを算出する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
従来の速度検出装置は、車両用の開閉体を駆動するモータ２５の回転速度を検出する場合には、そのモータ２５の回転速度のバラツキを抑えるため、ある決まったデータ数のパルス周期（例えば、モータ２５の１回転分のパルス数のパルス周期）を平均化して平均パルス周期を求め、その平均化周期からモータ２５の回転速度を検出している。ここで、例えば、車両が斜面に停車している場合では、重力によりスライドドアやテールゲートの開閉体に対して、斜面に平行な方向に力が発生する。したがって、その開閉体を駆動するモータ２５の実際の回転速度（実速度）が徐々に低下又は増大し、パルス周期が大きく変化する。ただし、モータ２５の回転速度を検出する場合には、そのモータの回転速度のバラツキを抑えるために複数のパルス周期を平均化し、その平均化したパルス周期（平均パルス周期Ｔ_ａｖｅに相当）からモータ２５の回転速度を求める必要がある。そのため、従来の速度検出装置では、現在のパルス周期Ｔ_ｎと平均化したパルス周期（平均パルス周期Ｔ_ａｖｅ）との差ΔＴが大きくなってしまい、モータ２５の回転速度と実速度との差が大きくなる。その結果、モータ２５の回転速度を正確に検出することができなくなる。

一方、本実施形態に係る速度検出部３２０は、開閉体を駆動するモータ２５の実際の回転速度（実速度）が所定の値以上低下又は増大した場合には、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求めるために平均化するパルス周期Ｔのデータ数を減らし、その減らしたデータ数で平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅを求める。したがって、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎと平均化したパルス周期（平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅ）との差ΔＴを従来よりも小さくすることができる。したがって、速度検出部３２０は、平均パルス周期Ｔ´_ａｖｅからモータ２５の回転速度を求めることで、モータ２５の回転速度と実速度との差を従来よりも低減することができ、モータ２５の回転速度をより正確に検出することができる。なお、開閉体を駆動するモータ２５の実速度が所定の値以上増大した場合とは、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合である。

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

（変形例１）上記実施形態では、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合にデータ数Ｎを減らしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｙ（＜Ｔｘ）を下回った場合にデータ数Ｎを減らしてもよい。なお、上述した、開閉体を駆動するモータ２５の実速度が所定の値以上低下した場合とは、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｙを下回った場合である。

（変形例２）上記実施形態では、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが所定範囲外である場合には、現在のデータ数Ｎから予め設定された数（減算値）Ｘを減算した値を新たなデータ数Ｎ´としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部３２０は、減算値ＸをパルスＴｎに応じて変化させてよい。より具体的には、例えば、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｘを超える場合には、（Ｔｎ−Ｔｘ）の値に応じた減算値Ｘを決定し、その決定した減算Ｘを現在のデータ数から差し引いて新たなデータ数Ｎ´を求めてもよい。また、例えば、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが閾値Ｔｙを下回った場合には、（Ｔｙ−Ｔｎ）の値に応じた減算値Ｘを決定し、その決定した減算Ｘを現在のデータ数から差し引いて新たなデータ数Ｎ´を求めてもよい。このように、速度検出部３２０は、データ数を減少させる量を現在のパルス周期Ｔ_ｎに応じて変化させてもよい。

（変形例３）上記実施形態では、速度検出部３２０は、現在のパルス周期Ｔ_ｎが所定範囲外である場合において、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求めるためのパルス周期Ｔのデータ数を減らしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドドア１３が湾曲部１４ａに進入したことに応じて、速度検出部３２０は、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅを求めるためのパルス周期Ｔのデータ数を減らしてもよい。これは、スライドドア１３が湾曲部１４ａに進入すると、スライドドア１３の速度、すなわちモータ２５の実速度が低下するためである。なお、スライドドア１３が湾曲部１４ａに進入したことは、スライドドア１３が動作してからのパルス信号のカウント数により判別することができる。

（変形例４）上記実施形態では、速度検出部３２０は、平均パルス周期Ｔ_ａｖｅから回転速度を求めたが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度検出部３２０は、データ数Ｎ又はＮ´のパルス周期から中央値や最頻値等の代表値を求め、その代表値かモータ２５の回転速度を求めればよい。

上述したように、制御装置３１（速度検出装置）は、検出したパルス周期に応じて、モータ２５の回転速度を算出するために必要なパルス周期のデータ数（所定数）を減少させる。これにより、制御装置３１は、検出したモータ２５の回転速度と実速度との差を低減し、速度追従性の悪化を抑制することができる。これにより、制御装置３１は、モータ２５の回転速度をより正確に検出することができる。

１１ 車両
１３ スライドドア（開閉体）
２５ モータ
３１ 制御装置（速度検出装置）
３３ 回転センサ
３１０ 周期検出部
３２０ 速度検出部
３３０ 駆動部

Claims (3)

1. 車両用のスライドドアの速度を検出する速度検出装置を有するスライドドア開閉装置であって、
   前記スライドドアに設けられるローラアッシーと、
   前記ローラアッシーに接続されたケーブルと、
   前記ケーブルが巻き掛けられるドラムと、
   前記ドラムを回転駆動させるモータと、
   前記ローラアッシーを案内するガイドレールと、
   を備え、
   前記ガイドレールは、
   車両前方側に形成され車室内側に湾曲する形状である湾曲部と、
   車両後方側に形成された直線部と、
   を備え、
   前記速度検出装置は、
   前記モータの回転に応じてパルス信号を出力する回転センサと、
   前記パルス信号のパルス周期を検出する周期検出部と、
   所定数のパルス周期から前記モータの回転速度を検出する速度検出部と、
   を備え、
   前記速度検出部は、前記パルス信号のカウント数によって前記スライドドアの前記湾曲部への進入を判別した場合、前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出することを特徴とするスライドドア開閉装置。
2. 前記速度検出部は、前記パルス周期が所定範囲を超える場合には、前記所定数を減少させて前記モータの回転速度を検出することを特徴とする、請求項１に記載のスライドドア開閉装置。
3. 前記モータの回転速度は、前記所定数の前記パルス周期の平均値とすることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のスライドドア開閉装置。

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