JP2008214923A - ドア開閉アシスト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 全開位置、全閉位置でドアの衝突を低減し、衝突による影響を非常に抑制することができるドア開閉アシスト装置を提供すること。
【解決手段】 ドア開閉操作力とドア速度から、粘性摩擦力を含み予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、アクチュエータの駆動指令値を演算し、制御するコントローラ8のドア開閉制御演算部81と、全開及び全閉の衝突衝撃を緩和するよう全開付近及び全閉付近において、粘性摩擦力を変更する理想粘性摩擦係数演算部811を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】 ドア開閉操作力とドア速度から、粘性摩擦力を含み予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、アクチュエータの駆動指令値を演算し、制御するコントローラ8のドア開閉制御演算部81と、全開及び全閉の衝突衝撃を緩和するよう全開付近及び全閉付近において、粘性摩擦力を変更する理想粘性摩擦係数演算部811を備えた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両のドアを軽い力で操作できるようアクチュエータの力をアシストするドア開閉アシスト装置の技術分野に属する。
目標電流信号設定手段、加速度演算手段、加速度係数発生手段、速度係数発生手段、補正手段、偏差演算手段、駆動制御手段からなる制御手段を備え、トルク信号に対応した目標電流信号、加速度信号に対応した加速度係数、及び速度信号に対応した速度係数に対応した補正信号を発生し、補正信号に基づいて電動機を駆動してアシスト力(開閉補助力)を発生し、小さい操作力でドアを操作できるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平9−328957号公報(第2−11頁、全図)
従来においては、全開位置、全閉位置でドアのスライドを機械的に止めるストッパーに衝突させるような操作をした場合、ドアの端部がぶつかる際に大きな衝撃力が発生し、操作フィーリングやストッパーへの影響、もし挟み込みが生じた場合の不具合の程度、ドア等部材や装置への影響などが問題であった。
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、全開位置、全閉位置でドアの衝突を低減し、衝突による影響を非常に抑制することができるドア開閉アシスト装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、車両ドアの操作力をアシストするアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動力を伝達させ、前記車両ドアを移動させる駆動力伝達機構と、車両のドアノブへのドア開閉操作力を検出する操作力検出手段と、前記ドアの速度を検出する速度検出手段と、前記ドア開閉操作力と前記ドア速度から、粘性摩擦力を含み予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、前記アクチュエータの駆動指令値を演算し、制御するドア制御手段と、全開及び全閉の衝突衝撃を緩和するよう全開付近及び全閉付近において、前記粘性摩擦力を変更する粘性摩擦力変更手段と、を備えることを特徴とする。
よって、本発明にあっては、全開位置、全閉位置でドアの衝突を低減し、衝突による影響を非常に抑制することができる。
以下、本発明のドア開閉アシスト装置を実現する実施の形態を、請求項1,2に対応する実施例1と、請求項1,3に対応する実施例2と、請求項1,4に対応する実施例3に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図1は実施例1のドア開閉アシスト装置の概略を示す説明図である。図2は実施例1のドア開閉アシスト装置を車両に搭載した車両の説明図である。図3は実施例1のドア開閉アシスト装置のトルクセンサの説明図である。
図1は実施例1のドア開閉アシスト装置の概略を示す説明図である。図2は実施例1のドア開閉アシスト装置を車両に搭載した車両の説明図である。図3は実施例1のドア開閉アシスト装置のトルクセンサの説明図である。
実施例1のドア開閉アシスト装置は、モータ1、減速機構2a〜2e、駆動プーリ3、ガイドプーリ4a,4b、駆動アーム5、スライドドア6、支持部材7、位置センサ71、コントローラ8、クラッチ16を主要な構成としている。
モータ1は、コントローラ8の制御により、出力軸へアシストのための駆動力を出力する。
減速機構のギア2a〜2eは、ギアの歯数の比により、モータ1の出力に対して、一定の減速を行い、その減速した分、大きなトルクを得る。
モータ1は、コントローラ8の制御により、出力軸へアシストのための駆動力を出力する。
減速機構のギア2a〜2eは、ギアの歯数の比により、モータ1の出力に対して、一定の減速を行い、その減速した分、大きなトルクを得る。
駆動プーリ3は、減速機構のギア2a〜2eに係合して所定の回転速度で回転するとともに、ケーブル9を回転させる。
ガイドプーリ4a,4bは、自由回転により、ケーブル9を設定した経路に張り渡しつつ、スムーズに回転させる。
駆動アーム5は、一端を支持部材7に取り付け、他端をスライドドア6に取り付け、支持部材7の移動する力をスライドドア6に伝達する。
スライドドア6は、図2に示すように車両の側面で、回動する開閉ではなく、車両の側面に沿ってスライド移動することにより開閉するドアである。(以下、ドアと記載の場合は、スライドドア6を指すものとする)
ガイドプーリ4a,4bは、自由回転により、ケーブル9を設定した経路に張り渡しつつ、スムーズに回転させる。
駆動アーム5は、一端を支持部材7に取り付け、他端をスライドドア6に取り付け、支持部材7の移動する力をスライドドア6に伝達する。
スライドドア6は、図2に示すように車両の側面で、回動する開閉ではなく、車両の側面に沿ってスライド移動することにより開閉するドアである。(以下、ドアと記載の場合は、スライドドア6を指すものとする)
支持部材7は、ケーブル9に固定され、ケーブル9の回転する力を駆動アーム5に伝達する。
なお、支持部材7の内部には、支持部材7の位置を検出することで、スライドドア6の開閉位置を検出する位置センサ71を設ける。
また、支持部材7の内部には、支持部材7の移動速度を検出することで、スライドドア6のドア開閉速度を検出する速度センサ72を設ける。
クラッチ16は、コントローラ8の制御によって、減速機構のギア2a〜2eのギア2bとギア2cの間の回転伝達のオンオフ切替を行う。
なお、支持部材7の内部には、支持部材7の位置を検出することで、スライドドア6の開閉位置を検出する位置センサ71を設ける。
また、支持部材7の内部には、支持部材7の移動速度を検出することで、スライドドア6のドア開閉速度を検出する速度センサ72を設ける。
クラッチ16は、コントローラ8の制御によって、減速機構のギア2a〜2eのギア2bとギア2cの間の回転伝達のオンオフ切替を行う。
本実施例1では、図2に示すように、ドアの操作力の検出をドアノブ部分に設けたトルクセンサ10により行う。
トルクセンサ10は、基板11、ブラシ12、ドアノブ13、バネ14により主に構成されている。
基板11は、ブラシ12との接触位置の変化を抵抗の変化として検出する。
ブラシ12は、ドアノブ13のドア内部に基端側を取り付けられ、基板11に先端部が接触し、ドアノブ13のスライドする動きにともなって、基板11に接触したまま、スライドする。
トルクセンサ10は、基板11、ブラシ12、ドアノブ13、バネ14により主に構成されている。
基板11は、ブラシ12との接触位置の変化を抵抗の変化として検出する。
ブラシ12は、ドアノブ13のドア内部に基端側を取り付けられ、基板11に先端部が接触し、ドアノブ13のスライドする動きにともなって、基板11に接触したまま、スライドする。
ドアノブ13は、ドアの開閉の際に操作者が持ち、開、閉のそれぞれの方向に力を加える部分であり、本実施例1では、ドアノブ13は、開、閉のそれぞれの方向に所定の量スライドする構造である。
バネ14は、ドアノブ13を開閉の中立位置に保持させるよう力を加えており、操作によりドアノブ13に開、閉いずれかの方向の力を加えると、ばね性に応じた変位量を生じるものである。
バネ14は、ドアノブ13を開閉の中立位置に保持させるよう力を加えており、操作によりドアノブ13に開、閉いずれかの方向の力を加えると、ばね性に応じた変位量を生じるものである。
つまり、操作力が加えられるドアノブ13をバネ14で中立位置に保持し、ドアノブ13に取り付けたブラシ12と基板11が摺動式のポテンショメータを構成することで、ポテンショメータで検出される位置変化は、バネ14の圧縮もしくは引っ張りの変位量に相当するため、ドアノブへ加えられる操作力が検出されるのである。
コントローラ8は、トルクセンサ10、位置センサ71の検出情報を処理して、その結果に基づいてモータ1を制御する。
図4に示すのは、ドア開閉アシスト装置のコントローラ8のブロック図である。
コントローラ8は、ドア開閉制御演算部81とモータ駆動制御部82を主要な構成としている。
ドア開閉制御演算部81は、トルクセンサ10からのドア開閉操作力と、位置センサ71からのドア位置、速度センサ72からのドア速度からアシスト力を演算して、駆動指令値を出力する。
モータ駆動制御部82は、駆動指令値に従って、モータ1を駆動させる。
図4に示すのは、ドア開閉アシスト装置のコントローラ8のブロック図である。
コントローラ8は、ドア開閉制御演算部81とモータ駆動制御部82を主要な構成としている。
ドア開閉制御演算部81は、トルクセンサ10からのドア開閉操作力と、位置センサ71からのドア位置、速度センサ72からのドア速度からアシスト力を演算して、駆動指令値を出力する。
モータ駆動制御部82は、駆動指令値に従って、モータ1を駆動させる。
図5に示すのは、実施例1のドア開閉制御演算部81のブロック図である。
図6はドア位置に対して設定される理想粘性摩擦係数の特性を示すグラフ図である。
実施例1のドア開閉制御演算部81は、理想粘性摩擦係数演算部811、理想摩擦力演算部812、加算器813、駆動指令値演算部814を主要な構成としている。
図6はドア位置に対して設定される理想粘性摩擦係数の特性を示すグラフ図である。
実施例1のドア開閉制御演算部81は、理想粘性摩擦係数演算部811、理想摩擦力演算部812、加算器813、駆動指令値演算部814を主要な構成としている。
理想粘性摩擦係数演算部811は、図6に示すように理想粘性摩擦係数D(Xd)をドア位置Xdの関数として演算する。つまり、ドア位置が全開、全閉位置付近に達するにつれて、理想粘性摩擦係数を徐々に大きくしていく。なお、図6のグラフがテーブルデータとして備えられる。
理想摩擦力演算部812は、理想摩擦力を下記の数式1により演算する。
理想摩擦力演算部812は、理想摩擦力を下記の数式1により演算する。
(数1)
理想摩擦力=理想粘性摩擦係数×実ドア速度・・・(1)
理想摩擦力=理想粘性摩擦係数×実ドア速度・・・(1)
加算器813は、検出した開閉操作力から理想摩擦力を減算する。
駆動指令値演算部814は、ドア開閉操作力、理想摩擦力、ドア速度から駆動指令値を演算する。
具体的には、下記の数式2のように、目標加速度を演算し、この目標加速度を積分して目標ドア速度を演算し、目標ドア速度と実ドア速度との偏差にゲインを乗じるようにして、駆動指令値を演算する。
駆動指令値演算部814は、ドア開閉操作力、理想摩擦力、ドア速度から駆動指令値を演算する。
具体的には、下記の数式2のように、目標加速度を演算し、この目標加速度を積分して目標ドア速度を演算し、目標ドア速度と実ドア速度との偏差にゲインを乗じるようにして、駆動指令値を演算する。
(数2)
目標加速度=(操作力−理想摩擦力)/理想ドア質量・・・(2)
目標加速度=(操作力−理想摩擦力)/理想ドア質量・・・(2)
次に作用を説明する。
[アシスト制御処理]
実施例1のドア開閉アシスト装置では、トルクセンサ10で検出するドアの開閉操作力、位置センサ71で検出するドアの開閉位置、速度センサ72で検出するドア速度により得るに応じて、理想ドアを操作するように軽い操作が行えるように駆動指令値を演算し、モータ1を駆動してアシストを行う。
[アシスト制御処理]
実施例1のドア開閉アシスト装置では、トルクセンサ10で検出するドアの開閉操作力、位置センサ71で検出するドアの開閉位置、速度センサ72で検出するドア速度により得るに応じて、理想ドアを操作するように軽い操作が行えるように駆動指令値を演算し、モータ1を駆動してアシストを行う。
[全開、全閉時の衝撃を低減する作用]
図7は実施例1のドア開閉アシスト装置における全開動作時のドア開閉操作力、ドア位置、ドア速度、理想粘性摩擦係数のタイムチャートである。
実施例1のドア6を全開へ操作すると、ドア6が全開位置付近に移動するにしたがって、図6で示したように、理想粘性摩擦係数演算部811で演算し、出力される理想粘性摩擦係数が徐々に大きくなる(図7(d)参照)。そのため、理想摩擦力演算部812で、演算される理想摩擦力が大きくなる(数式1参照)。
図7は実施例1のドア開閉アシスト装置における全開動作時のドア開閉操作力、ドア位置、ドア速度、理想粘性摩擦係数のタイムチャートである。
実施例1のドア6を全開へ操作すると、ドア6が全開位置付近に移動するにしたがって、図6で示したように、理想粘性摩擦係数演算部811で演算し、出力される理想粘性摩擦係数が徐々に大きくなる(図7(d)参照)。そのため、理想摩擦力演算部812で、演算される理想摩擦力が大きくなる(数式1参照)。
そのため、図7(a)に示すドア開閉操作力から加算器813で減算する理想摩擦力が大きくなり、駆動指令値演算部814で演算される目標ドア速度が小さくなり、これによって、駆動指令値が小さくなり、ドア速度が減少する(図7(c)参照)。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
このように、実施例1では全開位置に達した際に、ストッパーへの衝突の際の衝撃が抑制される。全閉位置へ達する際も同様である。よって、操作フィーリングが良好に維持され、挟み込みがもし生じる場合にも衝撃を弱くなり、部材や装置への衝撃の影響も緩和される。
また、このような全開、全閉への衝撃緩和に対するものとして、全開、全閉位置付近で駆動指令値を所定値に切換えることを考えることができるが、その場合には、所定の駆動指令値に切り換わった瞬間、操作者が衝撃を感じることになり、制御目標量が既に充分与えられていることから、自動で動くので操作を止めても全開、全閉位置までゆっくり動くことになる。
本実施例1の場合、粘性摩擦力が大きくなる瞬間において衝撃を感じることはなく、自動で動いていないので、ドア6が重くなった瞬間に手を離せばドア6の移動は止まることになる。全開、全閉位置付近での操作フィーリングとしては、重くなるものの、操作者本意の操作を実現することができる。
次に効果を説明する。
実施例1のドア開閉アシスト装置にあっては、以下の効果を有する。
実施例1のドア開閉アシスト装置にあっては、以下の効果を有する。
(1)車両ドア6の操作力をアシストするモータ1と、モータ1の駆動力を、ケーブル9を介して伝達させ、ドア6を移動させるギア2a〜2e、駆動プーリ3、ガイドプーリ4a,4bと、車両のドアノブ13へのドア開閉操作力を検出するトルクセンサ10と、ドアの速度を検出する速度センサ72と、ドア開閉操作力とドア速度から、粘性摩擦力を含み予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、アクチュエータの駆動指令値を演算し、制御するコントローラ8のドア開閉制御演算部81と、全開及び全閉の衝突衝撃を緩和するよう全開付近及び全閉付近において、粘性摩擦力を変更する理想粘性摩擦係数演算部811を備えるため、全開位置、全閉位置でドアの衝突を低減し、衝突による影響を非常に抑制することができる。
(2)理想粘性摩擦係数演算部811は、ドア開閉制御演算部81の理想摩擦力演算部812で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近で大きくなるように変更したテーブルデータを備えたため、全開付近、全閉付近で粘性摩擦係数を大きくするようにし、これにより全開付近、全閉付近で粘性摩擦力を大きくするようにし、加算器813において、開閉操作力から減算され、目標ドア速度が減少するようにして、実ドア速度を減少して、全開、全閉時の衝突による衝撃を抑制できる。
実施例2は、理想粘性摩擦係数をドア位置とドア速度から演算する例である。
構成を説明する。
図8は実施例2のドア開閉アシスト装置のドア開閉制御演算部81のブロック図である。
図9はドア位置及びドア速度に対して設定される理想粘性摩擦係数の特性を示すグラフ図である。
構成を説明する。
図8は実施例2のドア開閉アシスト装置のドア開閉制御演算部81のブロック図である。
図9はドア位置及びドア速度に対して設定される理想粘性摩擦係数の特性を示すグラフ図である。
実施例2の理想粘性摩擦係数演算部815は、図9に示すように、理想粘性摩擦係数Dを、ドア位置Xdとドア速度Vdの関数として演算する。
または、ドア位置Xdとドア速度Vdから理想粘性摩擦係数Dが参照されるテーブルデータでもよい。
理想粘性摩擦係数Dは、ドア位置Xdが全開付近及び全閉付近になった場合に、ドア速度Vdに応じて理想粘性摩擦係数Dを大きくする。
その他構成は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
または、ドア位置Xdとドア速度Vdから理想粘性摩擦係数Dが参照されるテーブルデータでもよい。
理想粘性摩擦係数Dは、ドア位置Xdが全開付近及び全閉付近になった場合に、ドア速度Vdに応じて理想粘性摩擦係数Dを大きくする。
その他構成は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
[全開、全閉時の衝撃を低減する作用]
実施例2では、理想粘性摩擦係数演算部815が、ドア位置Xdとドア速度Vdの関数として理想粘性摩擦係数Dを図9に示すように演算するため、ドア6が全開位置付近、全閉位置付近に達した場合、その時のドア速度に応じ、例えば比例させて、理想粘性摩擦係数を徐々に大きくして行く。
すると、ドア速度が小さい場合には、理想粘性摩擦係数はほとんど変化しないが、ドア速度が大きくなると、理想粘性摩擦係数も大きくなる。
[全開、全閉時の衝撃を低減する作用]
実施例2では、理想粘性摩擦係数演算部815が、ドア位置Xdとドア速度Vdの関数として理想粘性摩擦係数Dを図9に示すように演算するため、ドア6が全開位置付近、全閉位置付近に達した場合、その時のドア速度に応じ、例えば比例させて、理想粘性摩擦係数を徐々に大きくして行く。
すると、ドア速度が小さい場合には、理想粘性摩擦係数はほとんど変化しないが、ドア速度が大きくなると、理想粘性摩擦係数も大きくなる。
そのため、理想摩擦力演算部812で、演算される理想摩擦力が大きくなり、
ドア開閉操作力から加算器813で減算する理想摩擦力が大きくなり、駆動指令値演算部814で演算される目標ドア速度が小さくなり、これによって、駆動指令値が小さくなり、ドア速度が減少する。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
ドア開閉操作力から加算器813で減算する理想摩擦力が大きくなり、駆動指令値演算部814で演算される目標ドア速度が小さくなり、これによって、駆動指令値が小さくなり、ドア速度が減少する。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
このように、ストッパーへの衝突の際の衝撃が抑制されることにより、操作フィーリングが良好に維持され、挟み込みがもし生じる場合にも衝撃を弱くなり、部材や装置への衝撃の影響も緩和される。実施例2では、このことを達成しつつ、さらにドア6が全開位置付近、全閉位置付近で停止した状態からドア6を動かす時や、ドア6を全開位置から閉じる、全閉位置から開けるような場合には、小さな操作力で済むので、操作フィーリングのさらなる向上を行うことができる。
効果を説明する。実施例2のドア開閉アシスト装置にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(3)理想粘性摩擦係数演算部815は、ドア開閉制御演算部81の理想摩擦力演算部812で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度に基づいて大きくなるよう変更したため、これにより全開付近、全閉付近でドア速度に対応して粘性摩擦力を大きくするようにし、加算器813において、開閉操作力から減算され、目標ドア速度が減少するようにして、実ドア速度を減少して、全開、全閉時の衝突による衝撃を抑制でき、さらに停止させた後に再度動かす場合や、全開位置、全閉位置から動かす場合には、粘性抵抗を大きくさせずに小さい力で動かしやすくできるため、さらなる操作フィーリングの向上ができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
(3)理想粘性摩擦係数演算部815は、ドア開閉制御演算部81の理想摩擦力演算部812で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度に基づいて大きくなるよう変更したため、これにより全開付近、全閉付近でドア速度に対応して粘性摩擦力を大きくするようにし、加算器813において、開閉操作力から減算され、目標ドア速度が減少するようにして、実ドア速度を減少して、全開、全閉時の衝突による衝撃を抑制でき、さらに停止させた後に再度動かす場合や、全開位置、全閉位置から動かす場合には、粘性抵抗を大きくさせずに小さい力で動かしやすくできるため、さらなる操作フィーリングの向上ができる。
その他作用効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
実施例3は理想粘性摩擦係数を切換フラグにより、切換える用にした例である。
構成を説明する。
図10は実施例3のドア開閉アシスト装置のドア開閉制御演算部81のブロック図である。
実施例3の理想粘性摩擦係数演算部816は、切換フラグ判定部816a、第1所定値出力部816b、第2所定値出力部816c、切換スイッチ816dを主要な構成にしている。
構成を説明する。
図10は実施例3のドア開閉アシスト装置のドア開閉制御演算部81のブロック図である。
実施例3の理想粘性摩擦係数演算部816は、切換フラグ判定部816a、第1所定値出力部816b、第2所定値出力部816c、切換スイッチ816dを主要な構成にしている。
切換フラグ判定部816aは、初期の状態はフラグをオフとし、ドア位置が全開位置付近、全閉位置付近で且つ、ドア速度が設定速度より大きくなるとフラグをオンにし、ドアが停止するとフラグをオフにする。
第1所定値出力部816bは、理想ドアの操作感を得られるように設定される理想粘性摩擦係数よりも大きく設定した理想粘性摩擦係数を出力する。
第2所定値出力部816cは、理想ドアの操作感を得られるように設定される理想粘性摩擦係数を出力する。
切換スイッチ816dは、切換フラグがオンの場合には、第1所定値を出力し、切換フラグがオフの場合には、第2所定値を出力する。
その他構成は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
第1所定値出力部816bは、理想ドアの操作感を得られるように設定される理想粘性摩擦係数よりも大きく設定した理想粘性摩擦係数を出力する。
第2所定値出力部816cは、理想ドアの操作感を得られるように設定される理想粘性摩擦係数を出力する。
切換スイッチ816dは、切換フラグがオンの場合には、第1所定値を出力し、切換フラグがオフの場合には、第2所定値を出力する。
その他構成は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
[切換フラグ判定処理]
図11に示すのは、切換フラグ判定部816aで実行される切換フラグ判定処理の遷移状態を示す図である。
切換フラグのオフ出力状態S1と、切換フラグのオン出力状態S2は、以下のように切換判定を行い状態遷移を行う。
初期状態では、オフ出力状態S1とし、ドア位置が全開位置付近、全閉位置付近で且つ、ドア速度が設定速度より大きくなるとオン出力状態S2へ移行する(S1→S2)。
そして、ドアが停止すると、オフ出力状態S1へ移行する(S2→S1)。
[切換フラグ判定処理]
図11に示すのは、切換フラグ判定部816aで実行される切換フラグ判定処理の遷移状態を示す図である。
切換フラグのオフ出力状態S1と、切換フラグのオン出力状態S2は、以下のように切換判定を行い状態遷移を行う。
初期状態では、オフ出力状態S1とし、ドア位置が全開位置付近、全閉位置付近で且つ、ドア速度が設定速度より大きくなるとオン出力状態S2へ移行する(S1→S2)。
そして、ドアが停止すると、オフ出力状態S1へ移行する(S2→S1)。
[全開、全閉時の衝撃を低減する作用]
実施例3では、理想粘性摩擦係数演算部816の切換フラグ判定部816aが、ドア位置が全開位置付近、全閉位置付近に達した場合に、ドア速度が予め設定した設定速度を超えると(ドア速度>設定速度)、切換フラグをオンにする。
実施例3では、理想粘性摩擦係数演算部816の切換フラグ判定部816aが、ドア位置が全開位置付近、全閉位置付近に達した場合に、ドア速度が予め設定した設定速度を超えると(ドア速度>設定速度)、切換フラグをオンにする。
すると、切換スイッチ816dが、第2所定値出力部816cからの出力を、理想粘性摩擦係数演算部816の出力としていたのを、第1所定値出力部816bからの出力を理想粘性摩擦係数演算部816の出力とするように切換える。
これにより、理想粘性摩擦係数を大きいものに切換える。
そのため、理想摩擦力演算部812で、演算される理想摩擦力が大きくなり、
ドア開閉操作力から加算器813で減算する理想摩擦力が大きくなり、駆動指令値演算部814で演算される目標ドア速度が小さくなり、これによって、駆動指令値が小さくなり、ドア速度が減少する。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
そのため、理想摩擦力演算部812で、演算される理想摩擦力が大きくなり、
ドア開閉操作力から加算器813で減算する理想摩擦力が大きくなり、駆動指令値演算部814で演算される目標ドア速度が小さくなり、これによって、駆動指令値が小さくなり、ドア速度が減少する。
すると、ドア6が全開位置に達した際にストッパーへの衝突の際の衝撃がドア速度の減少により抑制される。
このように、ストッパーへの衝突の際の衝撃が抑制されることにより、操作フィーリングが良好に維持され、挟み込みがもし生じる場合にも衝撃を弱くなり、部材や装置への衝撃の影響も緩和される。
上記実施例2のように、関数やテーブルデータから理想粘性摩擦係数を決めるは、多少複雑であり演算処理に時間がかかる。実施例3では、これを切換フラグを用いて簡略化している点が有利である。
上記実施例2のように、関数やテーブルデータから理想粘性摩擦係数を決めるは、多少複雑であり演算処理に時間がかかる。実施例3では、これを切換フラグを用いて簡略化している点が有利である。
効果を説明する。実施例3のドア開閉アシスト装置にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(4)理想粘性摩擦係数演算部816は、ドア開閉制御演算部81の理想摩擦力演算部812で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度が所定速度を超えると、切換フラグ判定部816aで、フラグのオンオフを切換えるようにし、これに応じて切換スイッチ816dが、第2所定値出力部816cの出力を第1所定値出力部816bの出力に切換えて、大きい値に切換えるよう変更するため、これにより全開付近、全閉付近でドア速度が所定速度を超えるのに対応して粘性摩擦力を大きくするようにし、加算器813において、開閉操作力から減算され、目標ドア速度が減少するようにして、実ドア速度を減少して、全開、全閉時の衝突による衝撃を抑制でき、また、このことを簡略化した制御により行うことができる。
(4)理想粘性摩擦係数演算部816は、ドア開閉制御演算部81の理想摩擦力演算部812で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度が所定速度を超えると、切換フラグ判定部816aで、フラグのオンオフを切換えるようにし、これに応じて切換スイッチ816dが、第2所定値出力部816cの出力を第1所定値出力部816bの出力に切換えて、大きい値に切換えるよう変更するため、これにより全開付近、全閉付近でドア速度が所定速度を超えるのに対応して粘性摩擦力を大きくするようにし、加算器813において、開閉操作力から減算され、目標ドア速度が減少するようにして、実ドア速度を減少して、全開、全閉時の衝突による衝撃を抑制でき、また、このことを簡略化した制御により行うことができる。
以上、本発明のドア開閉アシスト装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
理想ドアとして設定する軽いドアは、一定質量とする必要はなく、例えば、操作初期、移動状態、操作終了期等で、又は非線形的に変わるようにしてもよい。
アクチュエータとしては、モータを例として挙げたが、空気圧や油圧を用いるものであってもよく、モータに限らない。
トルクセンサは、磁歪式のものであってもよい。
位置センサは、接触式や非接触式のものなどがあるが、精度を満たせば、どの方式、構成のものであってもよい。
実施例1〜実施例3では、例えばドア位置、ドア速度を検出するようにしたが、ドア加速度であってもよい。
ドア速度を検出する場合には、そのまま実値として使用するようにし、ドア加速度の場合には、積分によりドア速度の実値を求めるようにすればよい。
実施例1〜実施例3では、駆動指令値演算部814は、ドア開閉操作力と、ドア速度から、駆動指令値を演算するとしたが、さらにドア位置、あるいはドア加速度を加えて、駆動指令値を演算するようにしてもよい。
アクチュエータとしては、モータを例として挙げたが、空気圧や油圧を用いるものであってもよく、モータに限らない。
トルクセンサは、磁歪式のものであってもよい。
位置センサは、接触式や非接触式のものなどがあるが、精度を満たせば、どの方式、構成のものであってもよい。
実施例1〜実施例3では、例えばドア位置、ドア速度を検出するようにしたが、ドア加速度であってもよい。
ドア速度を検出する場合には、そのまま実値として使用するようにし、ドア加速度の場合には、積分によりドア速度の実値を求めるようにすればよい。
実施例1〜実施例3では、駆動指令値演算部814は、ドア開閉操作力と、ドア速度から、駆動指令値を演算するとしたが、さらにドア位置、あるいはドア加速度を加えて、駆動指令値を演算するようにしてもよい。
ここで、本請求項及び本明細書に記載の「理想ドア」について説明しておく。
本請求項及び本明細書における理想ドアは、従来のように、スイッチあるいは操作を基点にして、自動的にドアが所定速度で開閉するようなものではなく、操作者の意思を強く反映して開閉されるドアを理想とする。
例えば、極端な例を言えば、家屋の建具である襖や障子は、軽く、開閉操作を途中で止めることで開度が変更される。
これは極端な例であり、実際には50kg程度のドアを軽い10kg程度することを理想とし、その上で、操作者が主体で操作意思が反映され、開閉操作を途中で止めることで開度が変更され、自然な軽いドアを操作しているフィーリングを得ることができるドアを理想とする。
このため、「理想ドア」とある場合には、質量などの値が上記のようなことを考慮して設定されたものを「理想ドア」とする。
さらに、この軽く操作できる「理想ドア」を操作する際には、その特性に適度に粘性を持たせることにより、軽い操作でも滑らかな心地良い操作フィーリングにすることができる。この「理想ドア」のための粘性を、実施例1〜3では、「理想粘性摩擦力」、「理想粘性摩擦係数」として設けているのである。
本請求項及び本明細書における理想ドアは、従来のように、スイッチあるいは操作を基点にして、自動的にドアが所定速度で開閉するようなものではなく、操作者の意思を強く反映して開閉されるドアを理想とする。
例えば、極端な例を言えば、家屋の建具である襖や障子は、軽く、開閉操作を途中で止めることで開度が変更される。
これは極端な例であり、実際には50kg程度のドアを軽い10kg程度することを理想とし、その上で、操作者が主体で操作意思が反映され、開閉操作を途中で止めることで開度が変更され、自然な軽いドアを操作しているフィーリングを得ることができるドアを理想とする。
このため、「理想ドア」とある場合には、質量などの値が上記のようなことを考慮して設定されたものを「理想ドア」とする。
さらに、この軽く操作できる「理想ドア」を操作する際には、その特性に適度に粘性を持たせることにより、軽い操作でも滑らかな心地良い操作フィーリングにすることができる。この「理想ドア」のための粘性を、実施例1〜3では、「理想粘性摩擦力」、「理想粘性摩擦係数」として設けているのである。
本願は、移動体のドアへの利用のほか、建物のドアへの利用も容易である。
1 モータ
2a (減速機構の)ギア
2b (減速機構の)ギア
2c (減速機構の)ギア
2d (減速機構の)ギア
2e (減速機構の)ギア
3 駆動プーリ
4a,4b ガイドプーリ
5 駆動アーム
6 スライドドア
7 支持部材
71 位置センサ
72 速度センサ
8 コントローラ
81 ドア開閉制御演算部
811 理想粘性摩擦係数演算部
812 理想摩擦力演算部
813 加算器
814 駆動指令値演算部
815 理想粘性摩擦係数演算部
816 理想粘性摩擦係数演算部
816a 切換フラグ判定部
816b 所定値出力部
816c 所定値出力部
816d 切換スイッチ
82 モータ駆動制御部
9 ケーブル
10 トルクセンサ
11 基板
12 ブラシ
13 ドアノブ
14 バネ
15 装置設置位置
16 クラッチ
2a (減速機構の)ギア
2b (減速機構の)ギア
2c (減速機構の)ギア
2d (減速機構の)ギア
2e (減速機構の)ギア
3 駆動プーリ
4a,4b ガイドプーリ
5 駆動アーム
6 スライドドア
7 支持部材
71 位置センサ
72 速度センサ
8 コントローラ
81 ドア開閉制御演算部
811 理想粘性摩擦係数演算部
812 理想摩擦力演算部
813 加算器
814 駆動指令値演算部
815 理想粘性摩擦係数演算部
816 理想粘性摩擦係数演算部
816a 切換フラグ判定部
816b 所定値出力部
816c 所定値出力部
816d 切換スイッチ
82 モータ駆動制御部
9 ケーブル
10 トルクセンサ
11 基板
12 ブラシ
13 ドアノブ
14 バネ
15 装置設置位置
16 クラッチ
Claims (4)
- 車両ドアの操作力をアシストするアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動力を伝達させ、前記車両ドアを移動させる駆動力伝達機構と、
車両のドアノブへのドア開閉操作力を検出する操作力検出手段と、
前記ドアの速度を検出する速度検出手段と、
前記ドア開閉操作力と前記ドア速度から、粘性摩擦力を含み予め設定される理想的なドア操作感に基づいて、前記アクチュエータの駆動指令値を演算し、制御するドア制御手段と、
全開及び全閉の衝突衝撃を緩和するよう全開付近及び全閉付近において、前記粘性摩擦力を変更する粘性摩擦力変更手段と、
を備えることを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記粘性摩擦力変更手段は、
前記ドア制御手段で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近で大きくなるように変更する、
ことを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記粘性摩擦力変更手段は、
前記ドア制御手段で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度に基づいて大きくなるよう変更する、
ことを特徴とするドア開閉アシスト装置。 - 請求項1に記載のドア開閉アシスト装置において、
前記粘性摩擦力変更手段は、
前記ドア制御手段で粘性摩擦力を演算する際に用いられる粘性摩擦係数を、ドア位置が全開付近、全閉付近にある際に、ドア速度が所定速度を超えると、大きい値に切換えるよう変更する、
ことを特徴とするドア開閉アシスト装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007052121A JP2008214923A (ja) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | ドア開閉アシスト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007052121A JP2008214923A (ja) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | ドア開閉アシスト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008214923A true JP2008214923A (ja) | 2008-09-18 |
Family
ID=39835310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007052121A Pending JP2008214923A (ja) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | ドア開閉アシスト装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008214923A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015203238A (ja) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 扉開閉制御装置 |
-
2007
- 2007-03-02 JP JP2007052121A patent/JP2008214923A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015203238A (ja) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 扉開閉制御装置 |
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