JP5450007B2 - 車両開閉体の制御装置 - Google Patents
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Description
クロージャ機構は一般的に、ラッチをハーフラッチ位置とフルラッチ位置との間で回転させるクロージャモータと、ラッチがハーフラッチ状態になったことを検出するハーフラッチ検知手段と、クロージャモータの回転に応じて発生する回転パルスに基づいてトランクリッドの閉方向の移動速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段の検出結果に基づいてトランクリッドとトランクルーム開口部の間に異物(例えば衣服など)の挟み込みが発生していることを検出する挟み込み検出手段と、ハーフラッチ検知手段がハーフラッチ状態を検知したときにクロージャモータに正転回転用の電圧(以下、正転電圧という)をかけ、挟み込み検出手段が挟み込み状態を検出したときはクロージャモータに逆転回転用の電圧(以下、逆転電圧という)をかけるモータ制御回路と、を具備している。
また、例えば車両の直後に立っている人の衣服がトランクルーム開口部の周縁部に載っている状態でクロージャモータによってトランクリッドを全閉位置まで回転させると、トランクリッドとトランクルーム開口部の周縁部の間に当該衣服が挟み込まれてしまう。このような状態になるとクロージャモータに掛かる負荷が増大し速度検出手段によって検出されるクロージャモータの回転速度が通常回転時(衣服等を挟んでいない状態)に比べて低下するので、挟み込み検出手段は挟み込み状態が発生したと判断する。すると、モータ制御回路がクロージャモータに逆転電圧をかけるので、クロージャモータの駆動力によりラッチがオープン位置(アンロック位置)方向に回転してストライカとのロックを解除する。そのため、挟まれた衣服をトランクリッドとトランクルーム開口部の周縁部の間から引き抜くことが可能になる。
そのため従来のクロージャ機構は図4に示すように、モータ制御回路に入力される入力電圧の大きさに応じてDUTY比(電圧の印加時間)を調整し、入力電圧の大きさの如何に関わらず正転電圧(電圧とDUTY比の積)を一定にするPWM制御回路を具備していた。即ち図4に示すように、例えば入力電圧が12Vの場合(図4(a))はDUTY比を50%に設定してパルス幅調整を行い、入力電圧が10Vの場合(図4(b))はDUTY比を60%に設定してパルス幅調整を行う。このようにすればいずれの場合も出力電圧(見かけ上の電圧:入力電圧×DUTY比)は6Vになる。
しかしながら従来のパルス幅の調整方法は上記外的要因を考慮した制御方法ではない。別言すると、クロージャモータをトランクリッド(回転伝達機構)に接続していない状態を想定したものであるため、実際にはクロージャモータの正転速度を一定にするのが困難である。
自動車10の車両本体の後部にはトランクルームの開口部11が形成してあり、開口部11の後縁部12にはストライカ13が固定してある。
開口部11の前縁部には開口部11と同じ形状であるトランクリッド(開閉体)15から延びる左右一対の支持ロッド16の前縁部が回転支持機構(図示略)を介して左右方向に延びる回転軸回りに回転自在として取り付けてある。トランクリッド15は開口部11を完全に閉じる全閉位置(図示略)と、開口部11を開放する全開位置(図1の位置)との間を回転可能である。トランクリッド15の後端部には、トランクリッド15が全閉位置に位置したときに後縁部12と対向する端面17が形成してある。図示するようにトランクリッド15の後端部内にはロック装置20(クロージャ機構)が設けてある。ロック装置20には、トランクリッド15が全閉位置に移動したときにストライカ13が進入するストライカ進入孔21が形成してあり、ロック装置20の内部にはいずれも図示を省略したラッチ及びラチェット(ポール)が回転可能に設けてある。ラッチはストライカ進入孔21に進入したストライカ13を把持しないオープン位置(アンロック位置)と、ストライカ13を把持(ロック)するフルラッチ位置との間を回転可能であり、図示を省略したバネによりオープン位置側に回転付勢されている。さらにラッチは、オープン位置とフルラッチ位置の間に位置するハーフラッチ位置に移動可能であり、ロック装置20にはラッチがハーフラッチ位置に位置したことを検知するハーフラッチ検知手段23が設けてある。ラチェットは、ラッチと係合してラッチの位置を固定する係合位置と、ラッチと係合しない非係合位置との間を回転可能で、図示を省略したバネにより係合位置側に回転付勢されている。さらにトランクリッド15の内部にはロック装置20の近傍に位置するクロージャモータ(モータ)25が設けてある。クロージャモータ25の回転出力軸は図示を省略した回転伝達機構を介して上記ラッチと連係しており、正転することによりラッチを上記フルラッチ位置まで回転させ、逆転することによりラッチを上記ハーフラッチ位置まで回転させる。
クロージャモータ25の上記回転出力軸には、2つのN極と2つのS極を周方向に等角度間隔で並べたパルス検出用磁石が設けてあり、パルス検出用磁石の周囲には、N極と対向したときにパルス信号(検出信号)を出力する2つのN極用素子を周方向に等角度間隔で並べたホールセンサ26(速度検出手段)が設けてある。ホールセンサ26がパルス信号を出してから次のパルス信号を出すまでの時間が回転パルスである。回転パルスが短ければクロージャモータ25の回転速度が速いことになり、回転パルスが長ければクロージャモータ25の回転速度が遅いことになる。
制御手段30はCPU(中央演算処理装置)等から構成したものであり、ハーフラッチ検知手段23、クロージャモータ25、ホールセンサ26、及び、ホールセンサ26と制御手段30に対して電力を供給する電源31と電気的に接続している。
図2に示すように制御手段30は、正転制御回路(PWM制御手段)33、挟み込み検出回路(挟み込み検知手段)34、メモリ35、逆転制御回路(PWM制御手段)36、及び、PWM制御回路(PWM制御手段)37を具備している。
PWM制御手段の構成要素である正転制御回路33は、ホールセンサ26がパルス信号を出力せず(クロージャモータ25が停止している)、かつ、ハーフラッチ検知手段23がラッチのハーフラッチ状態を検知したときに、クロージャモータ25に対して正転回転用の電圧である正転電圧(出力電圧)をかける回路である。
挟み込み検出回路34は、ホールセンサ26からパルス信号を受けることによりクロージャモータ25の回転パルスを認識する回路である。メモリ35には通常回転時(開口部11の後縁部12とトランクリッド15の端面17の間に衣服等(異物)の挟み込み状態が発生していないとき)のクロージャモータ25の正転方向の回転パルスに関するデータである通常時回転パルスデータが記憶してある。挟み込み検出回路34は、ホールセンサ26から送られてくるパルス信号とメモリ35に記憶させてある通常時回転パルスデータとを比較し、クロージャモータ25の正転方向の回転パルスが通常時回転パルスデータに比べて遅い場合は開口部11の後縁部12とトランクリッド15の端面17の間に挟み込み状態が発生していると判断する。
PWM制御手段の構成要素である逆転制御回路36は、挟み込み検出回路34が挟み込み状態を認識したときに働く回路である。即ち、挟み込み検出回路34は挟み込み状態の発生を認識すると逆転制御回路36に対して信号を送り、逆転制御回路36はクロージャモータ25に対して逆転回転用の電圧である逆転電圧をかける。さらに逆転制御回路36は、ホールセンサ26がクロージャモータ25の逆転状態を示すパルス信号を出力し、かつ、ハーフラッチ検知手段23がハーフラッチ状態を検知したときに逆転電圧の出力を停止する。
電源31の電圧(入力電圧)の規定値は12Vであるが、電源31の電圧は自動車10に搭載した他の電子機器等の影響によりおおよそ9V〜16Vの範囲で変動する可能性があるため、本実施形態では6V〜16Vの範囲で相関関係データを作成している。図3中の各プロット(黒色の四角)は、正転制御回路33(制御手段30)に対する入力電圧が6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V、16Vのときの各正転電圧を示すデータであり、クロージャモータ25によって実際にトランクリッド15を閉方向に回転させ、そのときのクロージャモータ25の回転速度、制御手段30(正転制御回路33)に対する電源31からの入力電圧、及び、DUTY比(正転電圧)の関係を実験により調べたデータ群である。これら各プロットが示すデータは、トランクリッド15及び支持ロッド16の重量、支持ロッド16と車両ボディの間に設けた回転支持機構の回転抵抗、及び、クロージャモータ25の回転出力軸とラッチの間の上記回転伝達機構の抵抗などの外的要因を反映させたデータであるため、PWM制御回路37がこれらのデータ(DUTY値)に基づいて正転電圧のパルス幅を調整すれば、入力電圧が6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V、16Vのいずれかである場合は(トランクリッド15等に外力が掛からない限り)、クロージャモータ25の正転速度とトランクリッド15の閉方向の回転速度を所望の一定速度に維持することが可能である。
さらに図3のグラフは公知の近似式(例えば、累乗近似式、最小二乗近似式、対数近似式、線型近似式、指数近似式など)と各プロットのデータに基づいて演算した近似曲線であり、メモリ35にはこのグラフ(近似曲線)に基づく相関関係データが記憶してある。この相関関係データは実際の実験により取得した各プロットの値からは僅かにずれているものの当該ずれ量は極めて小さいため、このデータを利用してクロージャモータ25を正転させれば、(トランクリッド15等に外力が掛からない限り)クロージャモータ25の正転速度とトランクリッド15の閉方向の回転速度を所望の一定速度に維持できる。電源31から正転制御回路33に供給される電力の入力電圧が6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V、16Vのいずれかの値になることは希であり、実際はこれらの電圧から僅かにずれた値の電圧になることが多い。そのため、このような近似演算を行わない場合は入力電圧を様々な値に変化させながら膨大な数の実験データを取得しなければならない(しかも全ての入力電圧に対応するデータを取得することは事実上不可能である)が、このような近似曲線を利用すれば極めて小さな労力により実用に耐えうる相関関係データを取得できる。
全開位置に位置するトランクリッド15を運転手や乗客が手で全閉位置側に回転させると、トランクリッド15が全閉位置近傍に達したときにストライカ13がロック装置20のストライカ進入孔21に進入し、ロック装置20内部においてオープン位置に位置するラッチと係合する。そしてストライカ13によってラッチがハーフラッチ位置まで回転すると、これをハーフラッチ検知手段23が検知し正転制御回路33に対して信号を送り、さらにホールセンサ26がクロージャモータ25の回転パルスの計測を開始する。すると正転制御回路33がハーフラッチ検知手段23から上記信号を受けたときの電源31の入力電圧の大きさを検出すると共に正転電圧をクロージャモータ25にかけ、PWM制御回路37が当該正転電圧に対して上記相関関係データの(正転制御回路33が検出した入力電圧の大きさに対応する)DUTY比に基づいてパルス幅調整を行う。そしてパルス状の正転電圧がクロージャモータ25に入力されると、クロージャモータ25は電源31から制御手段30に供給された入力電圧の大きさの如何に関わらず一定の速度で正転動作を行うので、ラッチは一定の速度でフルラッチ位置側に回転する。正転制御回路33は、ホールセンサ26が出力したパルス信号の合計数が所定数に達したときにラッチがフルラッチ位置に達したと判断し、正転電圧の出力を停止する。さらにトランクリッド15は、ラッチのフルラッチ位置側への回転に伴って全閉位置側に回転し、ラッチがフルラッチ位置に達したときに全閉位置に到達する。
上述したように電源31の電圧が他の電子機器等の影響により変動したとしてもクロージャモータ25の正転速度及びトランクリッド15の閉方向速度はトランクリッド15の端面17が衣服に接触するまでは一定に維持されるので、挟み込み検出回路34は挟み込み状態の発生を極めて正確に検知できる。そのため、挟み込み状態が発生したときに、クロージャモータ25を直ちに逆転させてラッチとストライカ13のロックを速やかに解除できる。
例えば、クロージャモータ25とは別のモータを自動車10に設けることにより、当該モータによってトランクリッド15を全開位置と全閉位置近傍(ラッチがハーフラッチ位置に移動する位置)との間で開閉させてもよい。
さらに、逆転制御回路36がクロージャモータ25に対して出力する逆転電圧に対してPWM制御を行ってもよい。
さらに、挟み込み検出回路34が挟み込み状態の発生を検出したときに、逆転制御回路36がクロージャモータ25に対して逆転電圧を出力しないで、トランクリッド15を停止させる制御としてもよい。
また、車両本体側にロック装置(ラッチ、ラチェット)を設け、トランクリッド15側にストライカを設けてもよい
さらに、本発明の適用対象である「開閉体」はトランクリッド15に限定されるものではなく、例えば、車両側面に形成した開口部を開閉するスライドドアや、車両後部の開口部を開閉するバックドア、あるいは車両ドアの開口部(窓孔)を開閉するスライドガラスであってもよい。
また、開閉体の回転速度が一定になるような相関関係データをメモリ35に記憶させ、かつ、速度検出手段をクロージャモータ25の回転出力軸以外の場所(例えば上記回転伝達機構を構成する可動部材近傍や、開閉体の回転中心軸近傍)に配設し、これら可動部材や開閉体の回転中心軸などの移動速度に基づいて開閉体の閉方向の回転速度を検出し、当該検出結果に基づいて挟み込み検出回路34が挟み込み検知を行ってもよい。
11 開口部
12 開口部の後縁部
13 ストライカ
15 トランクリッド(開閉体)
16 支持ロッド
17 トランクリッドの端面
20 ロック装置(クロージャ機構)
21 ストライカ進入孔
23 ハーフラッチ検知手段
25 クロージャモータ(モータ)
26 ホールセンサ(速度検出手段)
30 制御手段
31 電源
33 正転制御回路
34 挟み込み検出回路(挟み込み検知手段)
35 メモリ
36 逆転制御回路(逆転制御手段)
37 PWM制御回路(PWM制御手段)
Claims (3)
- 車両に形成した開口部を開閉する開閉体と、
該開閉体を閉方向に移動させる正転動作を行うモータと、
電源から供給された入力電圧とDUTY比とに基づいて生成したパルス状の出力電圧を上記モータにかけ、該モータを正転させるPWM制御手段と、
上記開閉体の閉方向の移動速度を検出する速度検出手段と、
該速度検出手段の検出結果に基づいて、上記開口部と開閉体による異物の挟み込み状態を検知する挟み込み検知手段と、
を備える車両開閉体の制御装置において、
上記開閉体の閉方向の移動速度が一定になるような上記入力電圧の大きさと上記DUTY比との関係を表す相関関係データを予め記録したメモリ部を備え、
上記PWM制御手段は、上記モータが正転する前に上記入力電圧を検出し、検出した該入力電圧の大きさと上記相関関係データの上記DUTY比とに基づいて上記出力電圧を生成することを特徴とする車両開閉体の制御装置。 - 請求項1記載の車両開閉体の制御装置において、
上記相関関係データは、大きさが異なる複数種類の上記入力電圧と各入力電圧に対応する上記DUTY比との関係を表す複数のデータに基づいて作成した近似曲線に基づくデータである車両開閉体の制御装置。 - 請求項1または2記載の車両開閉体の制御装置において、
上記開口部と開閉体の一方にストライカを固定し、
他方に、該開閉体が所定の開度になったときに該ストライカとハーフラッチ状態で係合し、開閉体が全閉位置に達したときに該ストライカとフルラッチ状態で係合するクロージャ機構を設け、
上記モータが、上記ハーフラッチ状態で上記ストライカと係合した上記クロージャ機構を上記フルラッチ状態に移行させるクロージャモータである車両開閉体の制御装置。
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