JP6698195B2

JP6698195B2 - 開閉体制御装置

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Publication number: JP6698195B2
Application number: JP2019090572A
Authority: JP
Inventors: 池田　隆之; 隆之池田
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2020-05-27
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Also published as: JP2019157623A

Description

本発明は、開閉体制御装置に関する。

従来、自動車には、スライドドアやバックドア等の開閉体を電動モータにより駆動する開閉体制御装置が設けられている。この開閉体制御装置は、電動モータを正逆両方向に回転制御して、開閉体を自動的に開閉させる（特許文献１、２参照）。また、開閉体制御装置は、開閉体の自動開閉から手動開閉に切り替えられた場合に、モータの回転駆動を停止することで開閉体の自動開閉を停止し、手動で開閉体を開閉可能とする。

特公平７−８１５９号公報実公平７−４７５８５号公報

しかしながら、車両が傾斜地に停車した場合に、自動開閉から手動開閉に切り替えられると、モータの回転駆動が停止される。そのため、開閉体が自重により傾斜地の傾斜方向に不意に落下する場合がある。この場合、開閉体が傾斜方向に急速に移動し、ユーザの体に開閉体が衝突したり、ユーザの体が開閉体と車体との間に挟まれるおそれがある。

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、開閉体の不意な急速移動を抑制する開閉体制御装置を提供することである。

本発明の一態様は、車両に設けられる開閉体の開閉を行う回転子を有する電動モータの回転を制御する開閉体制御装置であって、前記電動モータへの通電を切り替える複数のスイッチング素子を備えたインバータと、前記スイッチング素子に制御信号を出力することで、当該スイッチング素子をオン状態又はオフ状態のいずれかの状態に制御する制御装置と、前記回転子の回転位置を検出し、パルス信号を出力する回転角センサと、前記パルス信号のパルス数をカウントするカウンタと、を備え、前記制御装置は、該スイッチング素子がオフ状態である間に前記カウンタによるカウント値が変動した場合には、前記電動モータの各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する前記スイッチング素子を所定のデューティ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す第１制御と、当該スイッチング素子をオフ状態にする第２制御と、を交互に繰り返す通電制御を行う開閉体制御装置である。

また、本発明の一態様は、上述の開閉体制御装置であって、前記制御装置は、所定の第１期間において前記電動モータの各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する前記スイッチング素子を所定のデューティ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す第１制御を行い、前記第１期間よりも短い所定の第２期間で当該スイッチング素子をオフ状態にする第２制御を行う。

また、本発明の一態様は、上述の開閉体制御装置であって、さらに、第１タイマを有し、前記制御装置は、前記カウンタによるカウント値が前記開閉体が全開位置または全閉位置以外の状態でかつ該スイッチング素子がオフ状態となった場合に前記第１タイマの計時を開始させ、第１所定時間が経過するまでに前記カウンタによるカウント値が変動した場合には、前記通電制御を行う。

本発明によれば、開閉体の不意な急速移動を抑制する開閉体制御装置を提供することができる。

本実施形態の開閉体制御装置４１を備えた車両用開閉装置１０を有するワンボックスタイプの車両を示す側面図である。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。本実施形態における車両用開閉装置１０の制御体系における概略構成の一例を示す図である。本実施形態における開閉体制御装置４１の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードの概略構成を示す図である。本実施形態における制御信号について説明する図である。本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードにおける動作の処理フローを説明する図である。本実施形態の変形例における制御装置５１Ａの手動開閉モードの概略構成を示す図である。本実施形態の変形例における制御信号について説明する図である。

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。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。

本実施形態の開閉体制御装置は、車両に設けられる開閉体（例えば、スライドドア、テールゲート）の開閉を行う電動モータの回転を制御するものであって、電動モータに対して通電を行っていない間に開閉体の移動を検出した場合には、その電動モータの各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子とを第１の状態に制御する第１制御と、当該上段のスイッチング素子と当該下段のスイッチング素子とを第２の状態に制御する第２制御と、を交互に繰り返す通電制御を行う。これにより、開閉体の不意な急速移動を抑制することができる。なお、本実施形態では、車両に設けられる開閉体が、スライドドアである場合について説明するが、これに限定されない。
以下、本実施形態の開閉体制御装置について、詳細を説明する。

図１は、本実施形態の開閉体制御装置４１を備えた車両用開閉装置１０を有するワンボックスタイプの車両１１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及び車両用開閉装置１０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の側部には開閉体であるスライドドア１３が設けられている。このスライドドア１３は、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４５が設けられている。

図２に示すように、スライドドア１３には車両１１の後方側に突出するアーム６１が固定されており、このアーム６１の先端にはローラアッシー６０が揺動自在に取り付けられている。このローラアッシー６０は車両１１の側部に固定されたガイドレール１４に組み込まれており、このガイドレール１４に沿って車両１１の前後方向に移動自在となっている。また、ガイドレール１４の車両後方端にはストッパゴム６２が設けられており、ローラアッシー６０はこのストッパゴム６２に当接してその移動が規制されるようになっている。このような構造により、スライドドア１３は実線で示す全開位置と一点鎖線で示す全閉位置との間で車両１１の側面に沿って車両前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。スライドドア１３は、ローラアッシー６０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を備え、ガイドレール１４の先端近傍および後端近傍にはそれぞれ反転プーリ１８及び反転プーリ１９が配置されている。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６０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６０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６０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１０は、スライドドア１３を開閉する装置である。
車両用開閉装置１０は、駆動ユニット１５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１５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６０に接続される。駆動ユニット１５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。

スライドドア１３には、当該スライドドア１３を所定の開位置つまり全開位置に保持するために、開状態保持機構としての全開ロック機構７０が設けられている。
全開ロック機構７０は、スライドドア１３に対して起立状態および傾斜状態に揺動自在に取り付けられたフックアーム７１と、車両後方側に固定された棒状のストライカ７２とを備えている。スライドドア１３が全開位置にまで開かれると、フックアーム７１の先端に設けられた係合溝にストライカ７２が係合する。また、車両用開閉装置１０は、スライドドア１３を全閉位置にまで閉めこむドアクローザ装置９０を備えてもよい。ドアクローザ装置９０は、スライドドア１３に設けられ、スライドドア１３が全閉位置付近に到達すると車両に設けられた不図示のストライカと係合し、スライドドア１３を全閉位置にまで閉めこむ。ここで、フックアーム７１の先端に設けられた係合溝にストライカ７２が係合することでスライドドア１３が全開位置に保持される位置を全開ラッチ位置、ドアクローザ装置９０が不図示のストライカと係合する位置を全閉ラッチ位置という。

図３は、本実施形態における車両用開閉装置１０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１０は、駆動ユニット１５、回転角センサ４８、切替スイッチ４６及び開閉体制御装置４１を備える。
電動モータ２１は、スライドドア１３を開閉駆動する駆動源である。例えば、電動モータ２１は、３相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）の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。電動モータ２１は、開閉体制御装置４１から供給される信号に基づいて、回転駆動する。すなわち、電動モータ２１は、開閉体制御装置４１から、通電パターンに従って、３相の各相へ、それぞれ印加電圧Ｖｕ、印加電圧Ｖｖ、及び印加電圧Ｖｗが供給されると作動する。電動モータ２１は、供給される印加電圧の正負に応じて、その回転方向が正転又は逆転に切り替えられる。

また、電動モータ２１の回転軸２１ａには、回転子４７（永久磁石）が固定される。この回転子４７の回転軌道近傍には、回転子４７の回転位置を検出する回転角センサ４８としての３つのホールＩＣ４８ｕ、ホールＩＣ４８ｖ、及びホールＩＣ４８ｗが、回転軸２１ａを中心として互いに１２０度の位置に設けられている。これらの３つのホールＩＣ４８ｕ、ホールＩＣ４８ｖ、及びホールＩＣ４８ｗは、電動モータ２１の回転軸２１ａが回転すると、それぞれ互いに１２０度位相のずれたパルス信号Ｓｕ、パルス信号Ｓｖ、及びパルス信号Ｓｗを開閉体制御装置４１に対して出力する。

また、電動モータ２１の回転軸２１ａには、駆動ギヤ２４が固定される。駆動ギヤ２４には大径スパーギヤ２５が噛み合わされている。大径スパーギヤ２５と一体に回転する小径スパーギヤ２６には、出力軸２７に固定される従動ギヤ２８が噛み合わされている。これにより、電動モータ２１の回転は所定の減速比で減速されて出力軸２７に伝達される。

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３１が固定されている。駆動ユニット１５に案内されたケーブル２３は、案内溝に沿ってドラム３１に複数回巻き付けられている。電動モータ２１が作動すると、ドラム３１は電動モータ２１に駆動されて回転し、これによりケーブル２３が作動してスライドドア１３は開閉動作する。つまり、電動モータ２１により、図３中で反時計回り方向にドラム３１を回転させることにより、車両後方側のケーブル２３がドラム３１に巻き取られて、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。反対に、電動モータ２１により、図３中で時計回り方向にドラム３１を回転させることにより、車両前方側のケーブル２３がドラム３１に巻き取られてスライドドア１３はケーブル２３に引かれながら閉方向に移動する。このように、スライドドア１３は、ケーブル２３、ドラム３１、出力軸２７等を介して電動モータ２１に接続され、電動モータ２１により開閉駆動されるようになっている。

ドラム３１と２つの反転プーリ１８、及び反転プーリ１９との間には、それぞれテンショナ３２が設けられている。テンショナ３２は、ドラム３１とスライドドア１３との間におけるケーブル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３２は、それぞれ固定プーリ３２ａと可動プーリ３２ｂとを有し、可動プーリ３２ｂは固定プーリ３２ａを軸心としてばね部材３２ｃにより回転方向に付勢されており、ケーブル２３は各プーリ３２ａ、３２ｂの間に掛け渡されている。したがって、ケーブル２３に緩みが生じると、可動プーリ３２ｂにより付勢されてケーブル２３の移動経路が増加し、これによりケーブル２３の張力が維持される。

なお、駆動ユニット１５は電動モータ２１と出力軸２７との間にクラッチ機構が設けられないクラッチレス式となっている。つまり、電動モータ２１から出力軸２７、つまりスライドドア１３へは、常に動力伝達可能な状態とされている。

上記駆動ユニット１５内の電動モータ２１は、スライドドア１３を自動で開閉する自動開閉モードの場合には、開閉体制御装置４１により通電されることで駆動される。この自動開閉モードにおいて、開閉体制御装置４１は、スライドドア１３を予め設定された目標速度で開閉移動させるように電動モータ２１の作動を制御する。一方、電動モータ２１は、スライドドア１３が手動で開閉される手動開閉モードの場合、開閉体制御装置４１により駆動されない。すなわち、電動モータ２１には、通電されない。これにより、ユーザによるスライドドア１３の手動操作が可能となる。ただし、電動モータ２１が通電されない場合には、電動モータ２１にトルクが加わっていないため、スライドドア１３が自重により傾斜地の傾斜方向に不意に落下する場合がある。したがって、開閉体制御装置４１は、手動開閉モード時において、スライドドア１３の落下を検出した場合には、電動モータ２１に対して断続通電する。これにより、開閉体制御装置４１は、スライドドア１３の落下速度を抑制するとともに、落下しているスライドドア１３を振動させることで、異常が発生していることをユーザに報知することができる。なお、手動開閉モードにおける具体的な動作の説明は後述する。

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４５が設けられている。ハンドル４５は、開閉体制御装置４１に接続されている。ハンドル４５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開閉体制御装置４１に出力する。すなわち、ハンドル４５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の開動作を指示する指令信号を開閉体制御装置４１に出力する。ハンドル４５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を閉じることを指示する指令信号を開閉体制御装置４１に出力する。開閉体制御装置４１は、ハンドル４５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電動モータ２１を正転又は逆転制御する。これにより、開閉体制御装置４１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４５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。

切替スイッチ４６は、スライドドア１３の自動開閉及び手動開閉を切替えるためのスイッチである。例えば、切替スイッチ４６は、車両１１の運転席に設けられる。切替スイッチ４６は、ユーザにより自動開閉に切り替えられると、自動開閉信号を開閉体制御装置４１に出力する。これにより、開閉体制御装置４１が自動開閉モードに移行し、スライドドア１３の自動開閉が可能となる。一方、切替スイッチ４６は、ユーザにより手動開閉に切り替えられると、手動開閉信号を開閉体制御装置４１に出力する。これにより、開閉体制御装置４１が手動開閉モードに移行し、スライドドア１３の手動開閉が可能となる。

図４は、本実施形態における開閉体制御装置４１の概略構成の一例を示す図である。開閉体制御装置４１は、インバータ回路４２及び制御装置５１を備える。

インバータ回路４２は、３相ブリッジ形式に接続された６個のスイッチング素子４２ａ〜４２ｆと、スイッチング素子４２ａ〜４２ｆの各コレクタ−エミッタ間に逆並列に接続されたダイオード４３ａ〜４３ｆとを備える。各スイッチング素子４２ａ〜４２ｆは、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）、又はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。ブリッジ接続された６個のスイッチング素子４２ａ〜４２ｆの各ゲートは制御装置５１に接続される。

スイッチング素子４２ａ〜４２ｆのコレクタまたはエミッタは、電動モータ２１の入力端子２２ｕ、２２ｖ、及び２２ｗを介して、例えばデルタ結線された固定子巻線２１ｕ、２１ｖ、及び２１ｗに接続される。これによって、６個のスイッチング素子４２ａ〜４２ｆは、制御装置５１から入力される駆動信号（ゲート信号）Ｇ１〜Ｇ６によってスイッチング動作を行い、インバータ回路４２に印加される直流電源４４の電源電圧を、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の印加電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとして、固定子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗへ供給する。

制御装置５１は、ハンドル４５から供給される指令信号に基づいて、電動モータ２１を正転又は逆転させることを指示するＰＷＭ（pulse width modulation）信号をインバータ回路４２に出力する。また、制御装置５１は、電動モータ２１に対して通電を行っていない間にスライドドア１３の落下（移動）を検出した場合には、電動モータ２１の各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子とを第１の状態に制御する第１制御と、その上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子とを第２の状態に制御する第２制御と、を交互に繰り返す駆動信号をインバータ回路４２に出力する。これにより、制御装置５１は、電動モータ２１を断続通電させ、スライドドア１３の落下速度を抑制するとともに、落下しているスライドドア１３を振動させるため、異常が発生していることをユーザに報知することができる。なお、電動モータ２１に対して通電を行っていない間とは、例えば、開閉体制御装置４１が手動開閉モードである場合である。本実施形態では、電動モータ２１に対して通電を行っていない間が、開閉体制御装置４１が手動開閉モードである場合として説明する。なお、制御装置５１は、自動開閉モードから手動開閉モードに移行した場合には、インバータ回路４２に対するＰＷＭ信号の出力を停止することで、電動モータ２１の通電を停止する。そして、制御装置５１は、例えば、電動モータ２１の通電を停止してから第１所定時間Ｔ_ｔｈ１以内にスライドドア１３の移動を検出した場合には、スライドドア１３が落下していると判定し、電動モータ２１の断続通電を行う。

以下に、本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードについて、説明する。図５は、本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードの概略構成を示す図である。
制御装置５１は、モード切替部５２、第１タイマ５３、制御部５４、カウンタ５５、駆動制御部５６及び第２タイマ５７を備える。

モード切替部５２は、切替スイッチ４６から自動開閉信号が供給されると、自動開閉モードに移行する自動開閉モード信号を制御部５４に出力する。一方、モード切替部５２は、切替スイッチ４６から手動開閉信号が供給されると、手動開閉モードに移行する手動開閉モード信号を制御部５４に出力するとともに、第１タイマ５３による第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時を開始させる。このように、第１タイマ５３は、切替スイッチ４６によりスライドドア１３の自動開閉から手動開閉に切り替えられると、第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時を開始する。また、制御装置５１は、切替スイッチ４６から手動開閉信号が供給されると、インバータ回路４２に供給しているＰＷＭ信号の供給を停止することで、電動モータ２１に対する通電を停止する。第１所定時間Ｔ_ｔｈ１は、スライドドア１３の落下を判定するための閾値であり、予め設定される。なお、本実施形態では、切替スイッチ４６の切り替えた場合にスライドドア１３の落下を検知する一例について説明するが、これに限定されない。すなわち、切替スイッチ４６を切り替えない場合でも、スライドドア１３の落下を検知してもよい。例えば、ラッチ未勘合状態でモータ通電を停止した場合に、スライドドア１３の落下を検知してもよい。

カウンタ５５は、スライドドア１３が移動することで電動モータ２１が回転されると、（又はパルス信号が出現すると）、回転角センサ４８から供給されるパルス信号のパルス数をカウントする。例えば、カウンタ５５は、スライドドア１３が所定の位置（例えば、全閉位置）となったときを基準として、パルス信号を取得する毎にカウント値Ｎをインクリメントする。したがって、制御装置５１は、カウント値Ｎに基づいてスライドドア１３の位置を検出する。

制御部５４は、第１判定部５４１及び第２判定部５４２を備える。
第１判定部５４１は、モード切替部５２から手動開閉モード信号が供給されると、第１タイマ５３が第１所定時間Ｔ_ｔｈ１を計時するまでの間にスライドドア１３が移動したか否かを判定する。スライドドア１３が移動したか否かは、カウント値Ｎが変動したか否かで判定される。例えば、モード切替部５２から手動開閉モード信号が供給されたときのカウント値をＮ_１とした場合、第１判定部５４１は、第１タイマ５３が第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時を開始してから終了するまでの間にカウント値Ｎがカウント値Ｎ_１＋ΔＮを超えた場合、又はカウント値Ｎがカウンタ値Ｎ_１−ΔＮを下回った場合に、スライドドア１３が移動したと判定する。例えば、ΔＮは、１でもよいし２以上の整数でもよい。第１判定部５４１は、手動開閉モード時において、スライドドア１３が移動したと判定した場合に、スライドドア１３が落下していることを示す落下信号を駆動制御部５６に出力する。

第２判定部５４２は、カウント値Ｎが閾値Ｎ_ｔｈ（第１閾値）を超えた場合に、スライドドア１３が全開ラッチ位置に到達したと判定する。閾値Ｎ_ｔｈは、スライドドア１３が全開ラッチ位置に到達したときのカウント値Ｎの値である。第２判定部５４２は、スライドドア１３が全開ラッチ位置に到達したと判定した場合に、駆動制御部５６にスライドドア１３が全開ラッチ位置に到達したことを示す全開ラッチ位置信号を駆動制御部５６に供給する。また、第２判定部５４２は、ラッチセンサ９１によりドアクローザ装置９０が不図示のストライカと係合したことを検知した場合に、スライドドア１３が全閉ラッチ位置に到達したと判定する。第２判定部５４２は、スライドドア１３が全閉ラッチ位置に到達したと判定した場合に、駆動制御部５６にスライドドア１３が全閉ラッチ位置に到達したことを示す全閉ラッチ位置信号を駆動制御部５６に供給する。

駆動制御部５６は、第１判定部５４１から落下信号が供給されると、電動モータ２１の各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子とを第１の状態に制御する第１制御と、その上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子とを第２の状態に制御する第２制御とを交互に繰り返す制御信号をインバータ回路４２に出力する。図６は、本実施形態における制御信号について説明する図である。図６に示すように、本実施形態では、駆動制御部５６は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のうち、Ｕ相を１相通電する通電パターンに対応する上段（上アーム）のスイッチング素子４２ａと、下段のスイッチング素子４２ｅとを第１の状態及び第２の状態に制御する場合について、説明する。

図６に示すように、第１の状態とは、第１期間ｔ_１の間のスイッチング素子４２ａと、スイッチング素子４２ｅとの状態を示すものであって、本実施形態では、スイッチング素子４２ａがオン状態であり、スイッチング素子４２ｅが第１のＤＵＴＹ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す状態である。この第１の状態では、第１期間ｔ_１の間において、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとが共にオン状態である場合に、電動モータ２１に制動力が発生するため、スライドドア１３の速度が減少し、スライドドア１３の落下速度を抑制する。第２の状態とは、第２期間ｔ_２の間のスイッチング素子４２ａと、スイッチング素子４２ｅとの状態を示すものであって、スイッチング素子４２ｅが第２のＤＵＴＹ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す状態である。本実施形態では、第２の状態は、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとがオフ状態である。すなわち、第２のＤＵＴＹ比は０（ゼロ）である。この第２の状態では、第２期間ｔ_２の間において、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとが共にオン状態となる場合が存在しないため、電動モータ２１に制動力が発生しない。そのため、スライドドア１３の速度が抑制されず、スライドドア１３の自重によりスライドドア１３の落下速度が速くなる。このように、駆動制御部５６は、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとを第１の状態に制御することで制動力を電動モータ２１に発生させる第１制御と、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとを第２の状態にすることで所定の制動力を電動モータ２１に発生させない第２制御とを周期ｔ（第１期間ｔ_１＋第２期間ｔ_２）で行うことで、落下しているスライドドア１３を振動させ、異常が発生していることをユーザに報知することができる。なお、第１期間ｔ１は、第２期間ｔ_２よりも長く設定されている。すなわち、第１制御と第２制御のうち、電動モータ２１に対して制御力が大きい方（すなわち、第１制御）の制御の期間がより長くなるように設定されている。これにより、駆動制御部５６は、スライドドア１３の落下速度をより抑制すると同時に、落下しているスライドドア１３をより大きく振動させることができる。

駆動制御部５６は、電動モータ２１に対して断続通電を開始すると、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始させる。このように、第２タイマ５７は、駆動制御部５６により電動モータ２１の断続通電が開始されると、第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始する。駆動制御部５６は、第２タイマ５７が第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始してから終了するまでの間に、中断条件が成立した場合には電動モータ２１の断続通電を終了する。中断条件とは、スライドドア１３の手動開閉を停止させる条件であり、例えば、切替スイッチ４６により手動開閉モードから自動開閉モードに切り替えられた場合や、ハンドル４５の操作入力時、スライドドア１３の落下の停止、故障発生などである。

また、駆動制御部５６は、第２タイマ５７が第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始してから終了するまでの間に、スライドドア１３がラッチ位置に到達した場合には電動モータ２１の断続通電を終了する。すなわち、駆動制御部５６は、第２タイマ５７が第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始してから終了するまでの間に、全開ラッチ位置信号または全閉ラッチ位置信号が供給された場合には、電動モータ２１の断続通電を終了する。

駆動制御部５６は、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時が終了した場合には、電動モータ２１の断続通電を終了する。

以下に、本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードの動作について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における制御装置５１の手動開閉モードにおける動作の処理フローを説明する図である。

第１判定部５４１は、スライドドア１３が全開ラッチ位置および全閉ラッチ位置以外の状態で、電動モータ２１の通電がオフされた場合、例えば自動開閉モードから手動開閉モードに移行した場合などには、電動モータ２１の通電がオフされてから第１所定時間Ｔ_ｔｈ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、第１判定部５４１は、第１タイマ５３による第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時が終了したか否かを判定する。第１判定部５４１は、第１タイマ５３による第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時が終了していない場合に、カウント値Ｎが変動したか否かを判定することでスライドドア１３が落下したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。第１判定部５４１は、第１タイマ５３による第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時が終了していない場合に、カウント値Ｎが変動した場合には、スライドドア１３が落下したと判定し、落下信号を駆動制御部５６に出力する。第１判定部５４１は、第１タイマ５３による第１所定時間Ｔ_ｔｈ１の計時が終了していない場合に、カウント値Ｎが変動していない場合には、スライドドア１３が落下していないと判定し、ステップＳ１０１の処理を実行する。

駆動制御部５６は、第１判定部５４１から落下信号が供給されると、電動モータ２１の各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する上段のスイッチング素子４２ａと下段のスイッチング素子４２ｅとを第１の状態に制御する第１制御と、上段のスイッチング素子４２ａと下段のスイッチング素子４２ｅとを第２の状態に制御する第２制御とを交互に繰り返す制御信号をインバータ回路４２に出力する。これにより、駆動制御部５６は、電動モータ２１の断続通電を開始する（ステップＳ１０３）。

駆動制御部５６は、電動モータ２１の断続通電を開始すると第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時を開始する。そして、駆動制御部５６は、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時中に、中断条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。駆動制御部５６は、中断条件が成立した場合には、電動モータ２１の断続通電を停止する（ステップＳ１０７）。

駆動制御部５６は、中断条件が成立していない場合には、スライドドア１３がラッチ位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。駆動制御部５６は、スライドドア１３がラッチ位置に到達した場合には、電動モータ２１の断続通電を停止する（ステップＳ１０７）。駆動制御部５６は、スライドドア１３がラッチ位置に到達していない場合には、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。駆動制御部５６は、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時が終了した場合には、電動モータ２１の断続通電を停止する（ステップＳ１０７）。駆動制御部５６は、第２タイマ５７による第２所定時間Ｔ_ｔｈ２の計時が終了していない場合には、ステップＳ１０４の処理を実行する（ステップＳ１０４）。

上述したように、本実施形態における開閉体制御装置４１は、電動モータ２１に対して通電を行っていない間にスライドドア１３の移動を検出した場合には、電動モータ２１の各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する上段のスイッチング素子４２ａと下段のスイッチング素子４２ｅとを第１の状態に制御する第１制御と、上段のスイッチング素子４２ａと下段のスイッチング素子４２ｅとを第２の状態に制御する第２制御と、を交互に繰り返す。これにより、開閉体制御装置４１は、電動モータ２１に所定の制動力を発生させ、スライドドア１３の速度が減少させることで、スライドドア１３の不意な急速移動を抑制することができる。また、開閉体制御装置４１は、落下しているスライドドア１３を振動させ、異常が発生していることをユーザに報知することができる。

本実施形態において、制御装置５１は、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとに対して、第１のＤＵＴＹ比で通電させる第１制御と、無通電の状態にする第２制御とを交互に繰り返すことでスライドドア１３の不意な急速移動を抑制するが、これに限定されない。例えば、制御装置５１は、第２制御を、第１のＤＵＴＹ比よりも小さい第２のＤＵＴＹ比（ただし、０＜第２のＤＵＴＹ比＜第１のＤＵＴＹ比）で通電させる制御としてスライドドア１３の不意な急速移動を抑制してもよい。以下に、制御装置５１の変形例として、第１のＤＵＴＹ比よりも小さい第２のＤＵＴＹ比で通電させる第２制御について説明する。

図８は、本実施形態の変形例における制御装置５１Ａの手動開閉モードの概略構成を示す図である。制御装置５１Ａは、本実施形態の開閉体制御装置４１が制御装置５１に替えて備え得る構成の一例であり、モード切替部５２、第１タイマ５３、制御部５４、カウンタ５５、駆動制御部５６Ａ及び第２タイマ５７を備える。
駆動制御部５６Ａは、第１判定部５４１から落下信号が供給されると、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとを第１のＤＵＴＹ比で通電することで第１の状態に制御する第１制御と、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとを第１のＤＵＴＹ比よりも小さい第２のＤＵＴＹ比で通電することで第２の状態に制御する第２制御とを交互に繰り返す制御信号をインバータ回路４２に出力する。図９は、本実施形態の変形例における制御信号について説明する図である。

図９に示すように、本実施形態の変形例における第１の状態とは、第１期間ｔ_１の間のスイッチング素子４２ａと、スイッチング素子４２ｅとの状態を示すものであって、本実施形態では、スイッチング素子４２ａがオン状態であり、スイッチング素子４２ｅが第１のＤＵＴＹ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す状態である。この第１の状態では、第１期間ｔ_１の間において、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとが共にオン状態である場合に、電動モータ２１に制動力が発生するため、スライドドア１３の速度が減少し、スライドドア１３の落下速度を抑制する。本実施形態の変形例における第２の状態とは、第２期間ｔ_２の間のスイッチング素子４２ａと、スイッチング素子４２ｅとの状態を示すものであって、スイッチング素子４２ｅが第１のＤＵＴＹ比よりも小さい第２のＤＵＴＹ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す状態である。この第２の状態では、時間ｔ_２の間において、スイッチング素子４２ａとスイッチング素子４２ｅとが共にオン状態である場合に、電動モータ２１に制動力が発生するため、スライドドア１３の速度が減少し、スライドドア１３の落下速度を抑制する。これにより、本実施形態の変形例における制御装置５１Ａは、スライドドア１３の速度を減少させ、スライドドア１３の落下速度を抑制することができる。なお、スイッチング素子４２ａは、第１期間ｔ_１及び時間ｔ_２の間、常にオン状態である。ここで、第２のＤＵＴＹ比は、第１のＤＵＴＹ比よりも値が小さいため、第２制御における電動モータ２１の制動力は、第１制御における電動モータ２１の制御力に比べて小さい。そのため、第２制御は、第１制御に比べてスライドドア１３の速度が抑制されず、スライドドア１３の自重によりスライドドア１３の落下速度が第１制御よりも速くなる。これにより、本実施形態の変形例における制御装置５１Ａは、落下しているスライドドア１３を振動させ、異常が発生していることをユーザに報知することができる。すなわち、本実施形態の変形例における制御装置５１Ａは、スライドドア１３の移動を検出した場合には、スライドドア１３を停止させることなく、電動モータ２１に対して制動力の強弱をつけることで、落下しているスライドドア１３を振動させ、異常が発生していることをユーザに報知することができる。

また、上述した実施形態では、第２制御における電動モータ２１の制動力は、第１制御における電動モータ２１の制御力に比べて小さい場合について、説明したが、これに限定されない。例えば、第２制御における電動モータ２１の制動力は、第１制御における電動モータ２１の制御力に比べて大きくてもよい。
また、上述した実施形態と、その実施形態の変形例とは、適宜組み合わせたり、変形して利用することも可能である。

上述した実施形態における制御装置５１をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

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。

１０車両用開閉装置
１１車両
１３スライドドア
１４、１６、１７ガイドレール
１５駆動ユニット
４１開閉体制御装置
４６切替スイッチ
４８回転角センサ
５１制御装置
５２モード切替部
５３第１タイマ
５４制御部
５５カウンタ
５６駆動制御部
５７第２タイマ

Claims

車両に設けられる開閉体の開閉を行う回転子を有する電動モータの回転を制御する開閉体制御装置であって、
前記電動モータへの通電を切り替える複数のスイッチング素子を備えたインバータと、
前記スイッチング素子に制御信号を出力することで、当該スイッチング素子をオン状態又はオフ状態のいずれかの状態に制御する制御装置と、
前記回転子の回転位置を検出し、パルス信号を出力する回転角センサと、
前記パルス信号のパルス数をカウントするカウンタと、
を備え、
前記制御装置は、
該スイッチング素子がオフ状態である間に前記カウンタによるカウント値が変動した場合には、前記電動モータの各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する前記スイッチング素子を所定のデューティ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す第１制御と、当該スイッチング素子をオフ状態にする第２制御と、を交互に繰り返す通電制御を行う開閉体制御装置。
前記制御装置は、
所定の第１期間において前記電動モータの各相のうち１相のみに通電する通電パターンに対応する前記スイッチング素子を所定のデューティ比でオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す第１制御を行い、前記第１期間よりも短い所定の第２期間で当該スイッチング素子をオフ状態にする第２制御を行う請求項１に記載の開閉体制御装置。
請求項１または請求項２に記載の開閉体制御装置において、
さらに、第１タイマを有し、
前記制御装置は、
前記カウンタによるカウント値が前記開閉体が全開位置または全閉位置以外の状態でかつ該スイッチング素子がオフ状態となった場合に前記第１タイマの計時を開始させ、第１所定時間が経過するまでに前記カウンタによるカウント値が変動した場合には、前記通電制御を行う開閉体制御装置。