JP7005972B2 - 車両用開閉体の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用開閉体を変位させる動力を生成するモータの駆動回路を操作する車両用開閉体の制御装置に関する。

たとえば特許文献１には、車両に設けられたスライドドア（車両用開閉体）の変位速度（制御量）を目標速度に制御するためのモータの駆動回路の操作量を、フィードフォワード制御の操作量であるフィードフォワード操作量とフィードバック制御の操作量であるフィードバック操作量との和によって算出する制御装置が記載されている。

特開２００３－１８２３６８号公報

フィードバック制御は、変位速度が目標速度から乖離することによりこれを解消しようとするものであることから、変位速度の変動を伴う。これに対し、上記制御装置によれば、フィードフォワード操作量を用いることにより、フィードバック操作量のみから駆動回路の操作量を算出する場合と比較すると、変位速度の変動を抑制することができる。ただし、モータの個体差や経年変化、さらには車両用開閉体の摺動部の摺動抵抗の個体差や経年変化等に起因して、フィードフォワード操作量のみによって実現される変位速度が目標速度から大きくずれうるおそれがあり、結果として、変位速度の変動が大きくなるおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．車両用開閉体の制御装置は、車両の開口部の開口度を調整する車両用開閉体の変位速度と正の相関を有するパラメータを制御量とし、該制御量を目標値にフィードフォワード制御するための操作量であるフィードフォワード操作量を記憶する記憶装置と、処理回路とを備え、前記処理回路は、前記記憶装置に記憶されたフィードフォワード操作量と、前記制御量を前記目標値にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量とに応じた２自由度操作量に基づき、前記車両用開閉体を変位させる動力を生成するモータの駆動回路を操作する操作処理と、前記フィードバック操作量を入力とし、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を、前記入力となるフィードバック操作量の算出時よりも前記制御量の前記目標値に対する誤差が小さくなるように更新する更新処理と、を実行する。

車両用開閉体の摺動抵抗の個体差や経年変化、モータの個体差や経年変化等に起因して、フィードフォワード操作量が制御量を目標値に制御する上で適切な操作量からずれる場合、このずれは、フィードバック操作量によって補償される。この場合、フィードバック操作量には、上記個体差や経年変化が反映される。このため、上記構成では、フィードフォワード操作量を、フィードバック操作量に基づき更新する。これにより、更新後のフィードフォワード操作量に上記個体差や経年変化が反映され、フィードフォワード操作量によって実現される制御量が目標値に追従しやすくなる。このため、上記構成によれば、当初設定されていたフィードフォワード操作量によっては制御量を目標値とするうえで誤差が生じる場合であっても、制御量の変動を抑制することができる。

２．上記１記載の車両用開閉体の制御装置において、前記記憶装置には、前記車両用開閉体の位置毎に、前記フィードフォワード操作量が記憶されており、前記更新処理は、前記車両用開閉体の位置毎に、該当する位置における前記フィードバック操作量に基づき、該当する位置における前記フィードフォワード操作量を更新する処理である。

車両用開閉体を変位させるうえでモータに要求されるトルクの大きさは、車両用開閉体の位置に応じて変動することがある。この場合、フィードフォワード操作量を制御量を目標値に制御する上で適切な値とするうえでは、フィードフォワード操作量を位置に応じて異なる値に設定可能とすることが望ましい。このため、上記構成では、更新処理によって車両用開閉体の位置毎にフィードフォワード操作量を更新することにより、フィードフォワード操作量を、車両用開閉体の位置毎に互いに異なる値に設定可能とした。

３．上記１または２記載の車両用開閉体の制御装置において、前記２自由度操作量は、前記モータに印加する電圧であり、前記更新処理は、前記フィードバック操作量が同一である場合、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量が、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも小さい値となるように更新する規格化処理を含み、前記処理回路は、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を入力とし、前記２自由度操作量の算出に用いられるフィードフォワード操作量を、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とする温度補正処理を実行する。

モータに印加する電圧が同一であっても、モータの温度が高い場合には低い場合よりもモータを流れる電流が小さくなり、ひいてはモータのトルクが小さくなる。このため、たとえば高温時におけるフィードバック操作量に基づき更新されたフィードフォワード操作量を低温時に用いる場合、制御量を目標値に制御する上で適切なトルクに対しモータの実際のトルクが過度に大きくなるおそれがある。

そこで、上記構成では、モータの温度が高い場合に低い場合よりもフィードフォワード操作量を小さい値に更新することにより、更新処理によって補正されたフィードフォワード操作量を、モータの温度が所定温度であるときに適切な値に規格化することができる。そして、温度補正処理により、２自由度操作量の算出に用いるフィードフォワード操作量を、モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とすることにより、モータの温度に応じた適切な量とすることができる。

４．上記１または２記載の車両用開閉体の制御装置において、前記操作処理は、前記駆動回路のスイッチング素子を周期的にオン・オフ操作する際のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率を操作することにより、前記モータに印加する電圧を操作するものであり、前記２自由度操作量は、前記時比率であり、前記更新処理は、前記フィードバック操作量が同一である場合、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量が、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも小さい値となるように更新する規格化処理を含み、前記処理回路は、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を入力とし、前記２自由度操作量の算出に用いられるフィードフォワード操作量を、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とする温度補正処理を実行する。

上記時比率が同一であっても、モータの温度が高い場合には低い場合よりもモータを流れる電流が小さくなり、ひいてはモータのトルクが小さくなる。このため、たとえば高温時におけるフィードバック操作量に基づき更新されたフィードフォワード操作量を低温時に用いる場合、制御量を目標値に制御する上で適切なトルクに対しモータの実際のトルクが過度に大きくなるおそれがある。

そこで、上記構成では、モータの温度が高い場合に低い場合よりもフィードフォワード操作量を小さい値に更新することにより、更新処理によって補正されたフィードフォワード操作量を、モータの温度が所定温度であるときに適切な値に規格化することができる。そして、温度補正処理により、２自由度操作量の算出に用いるフィードフォワード操作量を、モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とすることにより、モータの温度に応じた適切な量とすることができる。

５．上記１～４のいずれか１つに記載の車両用開閉体の制御装置において、前記更新処理は、前記車両が走行しているときの前記フィードバック操作量を利用して前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を更新しない。

車両が走行している場合には、走行していない場合と比較して、制御量に外乱が加わりやすい。このため、車両が走行しているときのフィードバック操作量に基づき更新処理を実行する場合には、走行していない場合のフィードバック操作量に基づき更新処理を実行する場合と比較して、フィードフォワード操作量が、外乱に大きく影響されやすい。そこで上記構成では、車両が走行しているときのフィードバック操作量を利用してフィードフォワード操作量を更新しないことにより、フィードフォワード操作量が意図せぬ様々な外乱を反映した値に更新されることを抑制する。

６．上記１～５のいずれか１つに記載の車両用開閉体の制御装置において、前記制御量は、前記車両用開閉体の変位速度である。
車両用開閉体の変位速度は、車両用開閉体の動作を直接的に定量化したものであるため、変位速度の目標値を設定して変位速度を目標値に制御することにより、目標値の設定によって、車両用開閉体の動作を、ユーザにとって違和感のない動作に制御しやすい。しかし、車両用開閉体の変位速度は、モータのトルクによって一義的には定まらないため、変位速度を目標値に制御する際には、誤差が生じやすい。このため、フィードフォワード操作量を高精度なものに学習していく更新処理の利用価値が特に大きい。

７．上記６記載の車両用開閉体の制御装置において、前記操作処理の実行時において前記車両用開閉体の変位速度の低下量が所定量以上となることを条件に前記車両用開閉体の変位方向を反転させる反転処理を実行する。

車両用開閉体の変位に伴って開口度が縮小していく際に、車両用開閉体が異物を挟み込む場合、車両用開閉体の変位速度が低下する。そこで、上記構成では、変位速度の低下量が所定値以上である場合、挟み込みを検出したとして、反転処理によって車両用開閉体の変位方向を反転させることにより、異物に加わる力を抑制することができる。ただし、フィードバック制御のゲインが大きい場合には、異物を挟み込んだ際にフィードバック制御によって変位速度の低下が抑制されるため、挟み込みを検出するまでに要する時間が伸長するおそれがある。これに対し、上記構成では、更新処理によってフィードフォワード操作量の精度を向上させることができることから、変位速度を目標値に制御する上での制御精度の低下を十分に抑制しつつもフィードバックゲインを小さい値に設定することができる。このため、フィードバック制御に起因して挟み込みを検出するまでに要する時間が伸長することを極力抑制することができる。

第１の実施形態にかかる制御装置およびその制御対象を示す図。 同実施形態にかかる目標速度の設定を示す図。 同実施形態にかかる可動パネルの駆動処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるフィードフォワード操作量の更新に関する処理の手順を示す流れ図。 （ａ）および（ｂ）は、本実施形態の操作量を例示するタイムチャート。 第２の実施形態にかかる可動パネルの駆動処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態の変形例にかかる可動パネルの駆動処理の手順を示す流れ図。

＜第１の実施形態＞
以下、車両用開閉体の第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１の右側には、上方から見下ろした車両１０の一部が記載されている。車両１０の屋根部分には、一点鎖線にて示す開口部１２が形成されており、開口部１２の開口度は、破線にて示す可動パネル１４が開口部１２の一部または全部を塞ぐことによって調整可能となっている。開口部１２のうち車両の左方向ＹＬおよび右方向ＹＲには、ガイドレール２０およびガイドレール２０上を移動可能に設けられた移動体２２を備えた開閉駆動機構２４が設けられている。可動パネル１４は、移動体２２がガイドレール２０上を変位することによって、変位し、開口部１２の開口度を調整する。

開閉駆動機構２４は、アクチュエータ３０によって駆動される。アクチュエータ３０は、モータ３２とモータ３２によって駆動されるベルト３４とを備えている。ベルト３４は、移動体２２に連結されており、モータ３２の回転動力によってベルト３４が駆動されると、移動体２２がガイドレール２０上を、その一方（車両１０の前方ＸＦ）から他方（車両１０の後方ＸＲ）へ、または他方から一方へ変位する。これにより、モータ３２によって、可動パネル１４を変位させ、開口部１２の開口度を調整することができる。

なお、本実施形態では、開口部１２のうちの車両１０の前方ＸＦ側にディフレクタ４０が設けられている。ディフレクタ４０は、移動体２２が車両１０の後方ＸＲに変位することにより、前方ＸＦ部分に対して後方ＸＲ部分が上昇する。これは、移動体２２が車両１０の後方ＸＲに変位することによって可動パネル１４も後方ＸＲ側に変位し、開口部１２の開口面積が拡大したときに、車室内への気流の巻き込みを抑制することを狙ったものである。なお、移動体２２が車両１０の前方ＸＦに変位すると、ディフレクタ４０のうち車両１０の後方ＸＲ部分は下がり、可動パネル１４よりも下方に位置することとなる。

上記モータ３２は、直流モータであり、モータ３２には、２組のハーフブリッジ回路を備えたＨブリッジ回路５０が接続されている。すなわち、モータ３２の２つの端子のうちの一方には、第１のハーフブリッジ回路を構成するハイサイドスイッチＳＨ１およびローサイドスイッチＳＬ１の接続点が接続され、他方には、第２のハーフブリッジ回路を構成するハイサイドスイッチＳＨ２およびローサイドスイッチＳＬ２の接続点が接続されている。なお、Ｈブリッジ回路５０のうちハイサイドスイッチＳＨ１，ＳＨ２側には、バッテリ５２の正極端子が接続され、ローサイドスイッチＳＬ１，ＳＬ２側は接地されている。

制御装置６０は、可動パネル１４を制御対象とし、Ｈブリッジ回路５０を操作する。制御装置６０は、ユーザが開口部１２の開口度の調整を指示するために操作する操作スイッチ５４の出力信号に基づき、可動パネル１４による開口度を制御する。制御装置６０は、可動パネル１４による開口度の制御のために、回転角度センサ５６によって検出されるモータ３２の回転角度θや温度センサ５８によって検出されるモータ３２の温度Ｔｍ、バッテリ５２の端子電圧Ｖｂを取得する。なお、本実施形態では、回転角度センサ５６として、モータ３２が所定量回転する毎にパルス信号を出力するものを想定しており、回転角度θは、パルス信号に基づき把握される。さらに、制御装置６０は、車両１０内の通信線７０を介して車両１０内の他の制御装置（他ＥＣＵ７２）から各種信号を取り込む。

制御装置６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４および電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ６６を備えており、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより、上記制御を実行する。ＣＰＵ６２は、開口度が最小となる全閉位置と開口度が最大となる全開位置とのいずれか一方から他方に可動パネル１４を変位させる場合、図２に示すようにモータ３２の回転速度ωの目標値ω＊を設定する。

図２には、可動パネル１４の変位開始位置ｘ０が全開位置であって停止位置ｘｃが全閉位置である場合を例示するが、可動パネル１４の変位開始位置ｘ０が全閉位置であって停止位置ｘｃが全開位置である場合も同様な設定となる。図２に示すように、本実施形態では、目標値ω＊を、原則、基準値ωｔに設定する。ただし、変位開始位置ｘ０においては、目標値ω＊を初期値ω０に設定し、変位開始位置ｘ０から所定距離Ｘ１だけ変位した基準開始位置ｘＬまでは、可動パネル１４の位置ｘに応じて目標値ω＊を漸増させて基準開始位置ｘＬにおいて目標値ω＊を基準値ωｔとする。これは、モータ３２の停止状態から駆動を開始する場合、モータ３２に突入電流が流れてトルクが過度に大きくなりやすいことや、バックラッシュによって回転速度ωが一時的に急上昇しやすいなど、モータ３２の回転速度の制御性が低下しやすいことに鑑みた設定である。すなわち、目標値ω＊を小さい値に制限することにより、モータ３２に印加される電圧が大きくなることを制限し、ひいては回転速度ωの急上昇を抑制する。また、停止位置ｘｃよりも規定距離Ｘ２だけ手前の基準終了位置ｘＨから停止位置ｘｃまでは停止位置ｘｃにおいて終了値ωｅとなるように目標値ω＊を漸減させる。これは、停止位置ｘｃにおいて可動パネル１４の慣性力やモータ３２のトルクが大きい場合には、衝撃が大きくなる懸念があることに鑑み、衝撃を抑制するための設定である。なお、本実施形態では、初期値ω０は、終了値ωｅよりも小さい値に設定されている。

図３に、可動パネル１４の変位速度の制御の処理手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が上記パルス信号の所定のエッジが出現する周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」の付与された数字によってステップ番号を表現する。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず、図３に示す一連の処理の前回の起動タイミングと今回の起動タイミングとの時間差に基づきモータ３２の回転速度ω（ｎ）と可動パネル１４の位置ｘ（ｎ）とを算出する（Ｓ１０）。なお、変数ｎは、サンプリングの順序を指定するものであり、「ｎ」は、図２に示す一連の処理の今回の制御周期における値に付与され、「ｎ－１」は、前回の制御周期における値に付与される。

次に、ＣＰＵ６２は、前回の回転速度ω（ｎ－１）に対する今回の回転速度ω（ｎ）の低下量が所定量Δωｔｈ以上であることと、前前回の回転速度ω（ｎ－２）に対する前回の回転速度ω（ｎ－１）の低下量が所定量Δωｔｈ以上であることとの論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ１２）。この処理は、可動パネル１４の変位に伴って異物の挟み込みが生じたか否かを判定する処理である。そして、ＣＰＵ６２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、挟み込みを検出したとして、モータ３２の回転方向を反転させる処理を実行する（Ｓ１４）。具体的には、ＣＰＵ６２は、モータ３２にそれまで印加されていた電圧とは逆極性の電圧を印加するようにＨブリッジ回路５０を操作する。

一方、ＣＰＵ６２は、論理積が偽であると判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、可動パネル１４の位置ｘ（ｎ）が、基準開始位置ｘＬと基準終了位置ｘＨとの間にあるか否かを判定する（Ｓ１６）。そしてＣＰＵ６２は、間にあると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、モータ３２の回転速度ωの目標値ω＊に基準値ωｔを代入する（Ｓ１８）。そしてＣＰＵ６２は、回転速度ωを目標値ω＊にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量Ｍｆｂを算出する（Ｓ２０）。本実施形態では、目標値ω＊から回転速度ω（ｎ）を減算した偏差Δを入力とする比例要素によって算出されるフィードバック操作量Ｐと、偏差Δを入力とする積分要素によって算出されるフィードバック操作量Ｉとの和をフィードバック操作量Ｍｆｂとする。次に、ＣＰＵ６２は、今回算出した積分要素によるフィードバック操作量Ｉを、位置ｘ（ｎ）とともに、不揮発性メモリ６６に記憶する（Ｓ２２）。

次に、ＣＰＵ６２は、目標値ω＊にフィードフォワード制御するための操作量であるフィードフォワード操作量Ｍｆｆを不揮発性メモリ６６から読み出す（Ｓ２４）。なお、後述するように、フィードフォワード操作量Ｍｆｆは、基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとからなり、不揮発性メモリ６６には、それらが記憶されているため、ＣＰＵ６２は、実際には、不揮発性メモリ６６から基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとを読み出してそれらを加算することによってフィードフォワード操作量Ｍｆｆを算出する。

次に、ＣＰＵ６２は、フィードバック操作量Ｍｆｂとフィードフォワード操作量Ｍｆｆとを加算することにより、モータ３２に印加する電圧の目標値（目標電圧Ｖ＊）を算出する（Ｓ２６）。そしてＣＰＵ６２は、バッテリ５２の端子電圧Ｖｂに基づき、モータ３２に印加する電圧が目標電圧Ｖ＊となるように、ローサイドスイッチＳＬ１またはローサイドスイッチＳＬ２をオン・オフ操作させるｐｗｍ周期に対するオン時間の時比率Ｄを算出する（Ｓ２８）。これは、本実施形態において、以下の処理がなされることを前提として実行されるものである。すなわち、ＣＰＵ６２は、ハイサイドスイッチＳＨ１とローサイドスイッチＳＬ２とをオン操作するか、ハイサイドスイッチＳＨ２とローサイドスイッチＳＬ１とをオン操作するかを選択することにより、モータ３２の回転方向を制御する。さらにＣＰＵ６２は、ローサイドスイッチＳＬ１またはローサイドスイッチＳＬ２を、時比率Ｄでオン・オフ操作することによって、ｐｗｍ周期の間にモータ３２に印加される電圧の平均値を目標電圧Ｖ＊に制御する。

そしてＣＰＵ６２は、ハイサイドスイッチＳＨ１またはハイサイドスイッチＳＨ２をオン状態に維持しつつローサイドスイッチＳＬ２またはローサイドスイッチＳＬ１を時比率Ｄに応じてオン・オフ操作すべく、Ｈブリッジ回路５０に操作信号ＭＳを出力する（Ｓ３０）。

一方、ＣＰＵ６２は、位置ｘが基準開始位置ｘＬと基準終了位置ｘＨとの間にないと判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、目標電圧Ｖ＊に、位置ｘに応じたフィードフォワード操作量Ｍｆｆを代入する（Ｓ３２）。ここで用いるフィードフォワード操作量Ｍｆｆは、不揮発性メモリ６６のうち、位置ｘが基準開始位置ｘＬと基準終了位置ｘＨとの間にあるときのデータが記憶されている記憶領域とは相違する記憶領域に記憶されている。ＣＰＵ６２は、Ｓ３２の処理が完了する場合、Ｓ２８の処理に移行する。

なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ１４，Ｓ３０の処理が完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
図４に、学習補正量ＭｆｆＬの更新処理の手順を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が所定周期で実行することにより実現される。

図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず可動パネル１４が変位している状態から停止している状態に切り替わった時点であるか否かを判定する（Ｓ４０）。この処理は、学習補正量ＭｆｆＬの更新処理の実行条件が成立するか否かを判定する処理である。そしてＣＰＵ６２は、切り替わった時点であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、図３のＳ２２の処理によって記憶した位置ｘにおけるフィードバック操作量Ｉと、Ｓ２４の処理において用いた位置ｘにおける学習補正量ＭｆｆＬと、を不揮発性メモリ６６から読み出す（Ｓ４２）。

そして、ＣＰＵ６２は、読み出した学習補正量ＭｆｆＬに重み係数αを乗算した値と、フィードバック操作量Ｉに重み係数β（α＋β＝１）を乗算した値との和である指数移動平均処理値を算出する（Ｓ４４）。そしてＣＰＵ６２は、不揮発性メモリ６６に記憶されている、位置ｘにおける学習補正量ＭｆｆＬを、指数移動平均処理値に更新する（Ｓ４６）。なお、この処理によって、次にＳ２４の処理がなされるときに算出されるフィードフォワード操作量Ｍｆｆが更新されることから、この処理は、不揮発性メモリ６６に記憶されているフィードフォワード操作量Ｍｆｆを更新する処理と見なせる。

ＣＰＵ６２は、Ｓ４２～Ｓ４６の処理を、可動パネル１４の変位制御時における基準開始位置ｘＬから基準終了位置ｘＨまでの全領域について（Ｓ４８：ＮＯ）、位置ｘを更新しつつ実行する（Ｓ５０）。なお、ここでの全領域は、可動パネル１４が全閉位置から全開位置に変位する場合と、全開位置から全閉位置に変位する場合とで相違しうる。そして、ＣＰＵ６２は、全領域において学習補正量ＭｆｆＬの更新が完了する場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）や、Ｓ４０において否定判定する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。

ここで本実施形態の作用を説明する。
図５（ａ）は、可動パネル１４を初めて変位させた際の回転速度ω、フィードフォワード操作量Ｍｆｆおよびフィードバック操作量Ｍｆｂの推移を示す。なお、この場合、学習補正量ＭｆｆＬはゼロであるため、フィードフォワード操作量Ｍｆｆは、基準量ＭｆｆＲと等しい。

図５（ａ）に示すように、回転速度ωは、基準終了位置ｘＨ付近で大きく落ち込んでいる。これは、基準終了位置ｘＨ付近において移動体２２を車両１０の前方ＸＦに変位させることによりディフレクタ４０が押し下げられることから、基準終了位置ｘＨ付近では移動体２２を車両１０の前方ＸＦに変位させるのに必要な力が基準終了位置ｘＨから遠いときよりも大きくなるためである。本実施形態では、図５（ａ）に示したように、基準開始位置ｘＬと基準終了位置ｘＨとの間の領域においては基準量ＭｆｆＲを位置ｘに依存しない一定値としているため、基準終了位置ｘＨ付近では、回転速度ωを目標値ω＊に制御する上で必要な電圧に対してフィードフォワード操作量Ｍｆｆが小さい値となっている。

図５（ｂ）は、可動パネル１４の変位制御が複数回なされた後において、可動パネル１４を変位させた際の回転速度ω、フィードフォワード操作量Ｍｆｆおよびフィードバック操作量Ｍｆｂの推移を示す。

この場合、不揮発性メモリ６６に記憶されている学習補正量ＭｆｆＬが、それまでのフィードバック操作量Ｉに応じた値となっている。このため、不揮発性メモリ６６に記憶されている基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとによって構成されるフィードフォワード操作量Ｍｆｆは、図５（ａ）のものとは相違し、フィードバック操作量Ｍｆｂによるフィードフォワード操作量Ｍｆｆの誤差の補償量「Ｖ＊－Ｍｆｆ」が反映された値となっている。換言すれば、フィードフォワード操作量Ｍｆｆは、目標値ω＊に制御する上での誤差がより小さい値に更新されている。このため、回転速度ωの制御性が向上する。

しかも、このように回転速度ωの制御性を向上させることができることから、学習補正量ＭｆｆＬを用いない場合と比較すると、回転速度ωの制御性を維持しつつも、フィードバック制御のゲインである積分要素のゲイン（積分ゲインＫｉ）や、比例要素のゲイン（比例ゲインＫｐ）をより小さい値とすることが可能となる。そしてフィードバック制御のゲインを小さい値にすることにより、フィードバック制御を採用することに起因して挟み込みの検出精度が低下することを抑制することができる。すなわち、フィードバック制御を採用する場合、挟み込みが生じることによって回転速度ωが低下すると、回転速度ωが目標値ω＊よりも低くなり、フィードバック制御によって回転速度ωを上昇させるようにモータ３２に印加される電圧が上昇操作される。そしてこれにより、回転速度ωの落ち込みに基づき挟み込みを検出することが妨げられるおそれがある。しかし、本実施形態では、回転速度ωの目標値ω＊への追従精度の低下を抑制しつつもフィードバック制御のゲインを小さくできるため、挟み込みが生じたときに直ちにモータ３２の電圧が大きく上昇操作されることが抑制され、挟み込みの検出が遅れることを極力抑制できる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）可動パネル１４の変位を制御するうえでの制御量を、可動パネル１４の変位速度（回転速度ω）とした。これにより、たとえば移動体２２とガイドレール２０との間の摺動抵抗が変化した場合であっても、可動パネル１４の動作をユーザにとって違和感のない動作に制御しやすい。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかる可動パネル１４の変位速度の制御の処理手順を示す。図６に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が上記パルス信号の所定のエッジが出現する周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図６において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与している。

図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、Ｓ２０の処理が完了する場合、車両１０の停止時であるか否かを判定する（Ｓ６０）。この処理は、Ｓ２０の処理によって算出したフィードバック操作量Ｉを用いて学習補正量ＭｆｆＬを更新するか否かを判定するためのものである。ＣＰＵ６２は、車両１０の停止時であると判定する場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、フィードバック操作量Ｉを用いて学習補正量ＭｆｆＬを更新すべく、Ｓ６２の処理に移行する。Ｓ６２の処理において、ＣＰＵ６２は、フィードバック操作量Ｉに、規格化係数Ｋを乗算したものを、不揮発性メモリ６６に記憶するフィードバック操作量Ｉとして算出し、Ｓ２２の処理に移行する。

ここで、ＣＰＵ６２は、温度Ｔｍが高い場合に低い場合よりも規格化係数Ｋを小さい値に算出する。これは、温度Ｔｍが高い場合、モータ３２のコイルの抵抗が大きくなることに起因して、モータ３２に印加する電圧が同一であってもモータ３２に流れる電流が小さくなり、ひいてはモータ３２のトルクが小さくなることに鑑みたものである。規格化係数Ｋは、Ｓ２０の処理によって算出されたフィードバック操作量Ｉを、温度Ｔｍが基準温度であるときのフィードバック操作量Ｉに規格化するための係数である。詳しくは、不揮発性メモリ６６に、入力変数を温度Ｔｍとし出力変数を規格化係数Ｋとするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ６２により、規格化係数Ｋをマップ演算する。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

ＣＰＵ６２は、Ｓ２２の処理が完了する場合やＳ６０において否定判定する場合には、不揮発性メモリ６６から基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとを読み出し、学習補正量ＭｆｆＬを規格化係数Ｋで除算した値と、基準量ＭｆｆＲとの和を、フィードフォワード操作量Ｍｆｆとする（Ｓ２４ａ）。そして、ＣＰＵ６２は、Ｓ２４ａの処理が完了する場合、Ｓ２６の処理に移行する。これにより、目標電圧Ｖ＊を算出するために用いられるフィードフォワード操作量Ｍｆｆは、不揮発性メモリ６６に記憶されているフィードフォワード操作量（ＭｆｆＲ＋ＭｆｆＬ）が同一であっても、温度Ｔｍが高い場合に低い場合よりも大きい値となる。ちなみに、本実施形態においては、図４のＳ４０の処理において肯定判定される場合であっても、Ｓ２２の処理を実行していない場合には、Ｓ４２～Ｓ５０の処理を実行しない。

ここで本実施形態の作用を説明する。
ＣＰＵ６２は、車両１０の走行時に可動パネル１４の変位制御をする場合、そのときのフィードバック操作量Ｉを用いて学習補正量ＭｆｆＬを更新しない。これにより、車両１０の停止時と比較して可動パネル１４に意図しない外乱が加わりやすく結果として回転速度ωを目標値ω＊に制御する上で適切な電圧が外乱の影響を受けやすいときのフィードバック操作量Ｉに基づく学習補正量ＭｆｆＬの更新を回避することができる。ここで意図しない外乱とは、車両１０の振動に起因したものや、加減速に起因して可動パネル１４に加わる慣性力などがある。

またＣＰＵ６２は、フィードバック操作量Ｉを、規格化係数Ｋによって規格化した値に基づき、学習補正量ＭｆｆＬを更新する。これにより、不揮発性メモリ６６に記憶される学習補正量ＭｆｆＬは、モータ３２の温度Ｔｍが基準温度であるときのフィードバック操作量Ｉ相当となる。そしてＣＰＵ６２は、目標電圧Ｖ＊を算出するためにフィードフォワード操作量Ｍｆｆを読み出す場合には、不揮発性メモリ６６に記憶された学習補正量ＭｆｆＬをそのまま用いるのではなく、規格化係数Ｋで除算することによって、現在の温度Ｔｍにとって適切な学習補正量ＭｆｆＬとする。これにより、不揮発性メモリ６６から読み出される基準量ＭｆｆＲが同一であっても、温度Ｔｍが高い場合には低い場合よりも、フィードフォワード操作量Ｍｆｆが大きい値に算出される。換言すれば、不揮発性メモリ６６に記憶された基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとの和であるフィードフォワード操作量Ｍｆｆが、温度Ｔｍが高い場合には大きい値に補正されて目標電圧Ｖ＊の算出に利用される。これにより、フィードバック操作量Ｍｆｂが大きい値となることを抑制しつつも、目標電圧Ｖ＊を、現在の温度Ｔｍにおいて回転速度ωを目標値ω＊に制御するうえで適切な値とすることができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。

［１］２自由度操作量は、目標電圧Ｖ＊に対応し、操作処理は、Ｓ２６～Ｓ３０の処理に対応し、更新処理は、Ｓ４２～Ｓ５０の処理に対応し、駆動回路は、Ｈブリッジ回路５０に対応する。記憶装置は、不揮発性メモリ６６に対応し、処理回路は、ＣＰＵ６２およびＲＯＭ６４に対応する。［２］不揮発性メモリ６６に、位置ｘ毎に学習補正量ＭｆｆＬが記憶されていることに対応する。すなわち、フィードフォワード操作量Ｍｆｆは、不揮発性メモリ６６に記憶されている基準量ＭｆｆＲと学習補正量ＭｆｆＬとからなり、学習補正量ＭｆｆＬが位置ｘ毎に記憶されていることから、フィードフォワード操作量Ｍｆｆが位置ｘ毎に不揮発性メモリ６６に記憶されていると見なせる。［３，４］規格化処理は、Ｓ６２の処理に対応し、温度補正処理は、Ｓ２４ａの処理に対応する。［５］Ｓ６０において否定判定される場合にＳ６２，Ｓ２２の処理に移行しない設定に対応する。［６］変位速度は、回転速度ωに対応する。［７］反転処理は、Ｓ１４の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「制御量について」
上記実施形態では、変位速度として回転速度ωを用いたが、これに限らず、たとえば位置ｘの時間変化から算出される値であってもよい。制御量としては、変位速度に限らない。たとえば、モータ３２に流れる電流であってもよい。

・「目標値について」
上記実施形態では、基準開始位置ｘＬまで、位置ｘに応じて目標値ω＊を漸増させたが、これに限らず、たとえば基準値ωｔ未満であることを条件に、時間に応じて目標値ω＊を漸増させてもよい。上記実施形態は、基準終了位置ｘＨから、位置ｘに応じて目標値ω＊を漸減させたが、これに限らず、たとえば終了値ωｅよりも高いことを条件に、時間に応じて目標値ω＊を漸減させてもよい。

なお、基準値ωｔが一定であることは必須ではなく、たとえば、可動パネル１４の変位に伴う騒音が特に大きくなる領域があって且つその騒音が変位速度が高いほど大きくなる場合には、その領域において基準値ωｔを低下させてもよい。

ω＊の初期値ω０が終了値ωｅよりも小さいことは必須ではない。
・「基準量ＭｆｆＲについて」
上記実施形態では、フィードバック制御をする領域において基準量ＭｆｆＲを位置ｘによらない固定値としたが、これに限らない。たとえば移動体２２の変位によってディフレクタ４０を押し下げる領域等、同一の速度で変位させるために必要なトルクが他のトルクと比較して大きい領域を有する場合、その領域においては他の領域と比較して基準量ＭｆｆＲを大きい値としてもよい。

・「フィードバック操作量について」
上記実施形態では、積分要素によるフィードバック操作量Ｉと、比例要素によるフィードバック操作量Ｐとの和を、目標電圧Ｖ＊の算出に用いるフィードバック操作量Ｍｆｂとしたが、これに限らない。たとえば、微分要素によるフィードバック操作量Ｄを、さらに加算した値をフィードバック操作量Ｍｆｂとしてもよい。

上記実施形態では、目標値を漸増させる期間や漸減させる期間をフィードバック制御をする期間としなかったが、これに限らない。なお、目標値を漸増させる期間や漸減させる期間をフィードバック制御をする期間とする場合であって、たとえば「目標値について」の欄に記載したように、時間に応じて目標値を漸増させたり漸減させたりする場合には、その期間におけるフィードバック操作量Ｍｆｂを、２重積分要素を利用して算出してもよい。

・「フィードバック操作量の記憶処理について」
上記実施形態では、フィードバック操作量Ｉを記憶する記憶処理の周期と、フィードバック操作量の更新周期とを同一としたが、これに限らない。たとえば、記憶処理の周期を、フィードバック操作量の更新周期よりも長くしてもよい。

上記実施形態では、記憶処理の記憶対象を、積分要素が算出するフィードバック操作量Ｉとしたが、これに限らず、たとえばフィードバック操作量Ｍｆｂとしてもよい。この場合、Ｓ４２，Ｓ４４の処理においてフィードバック操作量Ｉに代えてフィードバック操作量Ｍｆｂを用いる。

フィードバック操作量Ｉとともに記憶するパラメータとしては、位置ｘに限らない。たとえば、下記「更新処理について」の欄に記載したように温度Ｔｍの複数の領域のそれぞれ毎に学習補正量ＭｆｆＬを更新する場合、Ｓ６２の処理を設けることなく、Ｓ２０の処理において温度Ｔｍに関する上記複数の領域および位置ｘ毎にフィードバック操作量Ｉを記憶すればよい。

なお、フィードバック操作量を記憶する処理は必須ではなく、たとえば図３の処理において、Ｓ２８の処理の後に、不揮発性メモリ６６から学習補正量ＭｆｆＬを読み出し、Ｓ２０の処理で算出したフィードバック操作量に基づき、Ｓ４４，Ｓ４６の処理を実行してもよい。

・「規格化処理について」
図６の処理においては、規格化係数Ｋを、積分要素によるフィードバック操作量Ｉに乗算したが、たとえば「フィードバック操作量の記憶処理について」の欄に記載したように、記憶対象をフィードバック操作量Ｍｆｂとする場合には、規格化係数Ｋを、フィードバック操作量Ｍｆｂに乗算すればよい。

温度Ｔｍによる特性変化を補償して学習補正量ＭｆｆＬを更新する手法としては、上記第２の実施形態において例示したものに限らない。たとえば、温度Ｔｍの複数の領域のそれぞれ毎に学習補正量ＭｆｆＬを更新してもよい。なお、この場合、Ｓ２４の処理において用いる学習補正量ＭｆｆＬを、そのときの温度Ｔｍを含む領域における学習補正量ＭｆｆＬとすればよい。

・「更新処理について」
更新処理による更新対象としては、制御量の目標値（目標値ω＊）が一定である期間に限らない。たとえば「フィードバック操作量について」の欄に記載したように、目標値を漸増させる期間や漸減させる期間においてもフィードバック制御をする場合には、漸増する期間や漸減する期間においても学習補正量ＭｆｆＬを算出してもよい。ただし、目標値を漸増させる期間や漸減させる期間においてもフィードバック制御をする場合に漸増する期間や漸減する期間における学習補正量ＭｆｆＬを算出することは必須ではない。

フィードフォワード操作量Ｍｆｆの更新処理としては、位置ｘに応じて各別の値に更新するものに限らない。たとえば、上記基準開始位置ｘＬから基準終了位置ｘＨまでの領域におけるフィードバック操作量Ｉの平均値に基づき、同領域に共通の学習補正量ＭｆｆＬを算出してもよい。これによっても、個体差や経年変化によるフィードフォワード操作量Ｍｆｆの精度の低下を抑制することができる。

上記実施形態では、可動パネル１４の変位方向に応じて学習補正量ＭｆｆＬを区別しなかったが、区別してもよい。すなわち、可動パネル１４が全閉側に変位する場合の学習補正量ＭｆｆＬと、全開側に変位する場合の学習補正量ＭｆｆＬとを各別に算出してもよい。

・「更新処理によって利用対象とされるフィードバック操作量について」
上記第２の実施形態では、車両１０が停止している時のフィードバック操作量であることを、更新処理への利用条件としたが、これに限らない。たとえば、車両１０が停止している場合であっても、たとえば通信線７０を介して他ＥＣＵ７２から取得した路面の傾斜情報に基づき、傾斜が所定値以上である場合に算出されたフィードバック操作量については、更新処理に利用しないようにしてもよい。これは、傾斜が急である場合には、目標値ω＊に制御する上で必要なモータ３２のトルクが大きく異なるおそれがあることに鑑みたものである。

・「２自由度操作量について」
上記実施形態では、２自由度操作量として目標電圧Ｖ＊を用いたが、これに限らず、たとえば、Ｈブリッジ回路５０の電源として電圧の変動が十分に抑制された安定電源を採用する場合には、電圧と正の相関を有するパラメータである時比率Ｄを用いてもよい。図７に、図６の処理において２自由度操作量を時比率Ｄに代えた処理を示す。図７に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が上記パルス信号の所定のエッジが出現する周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、図７において、図６に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与している。

図７に示す処理において、ＣＰＵ６２は、Ｓ２４ａの処理においてフィードフォワード操作量Ｍｆｆを算出すると、フィードバック操作量Ｍｆｂとフィードフォワード操作量Ｍｆｆとを加算することにより、時比率Ｄを算出する（Ｓ２６ａ）。また、ＣＰＵ６２は、Ｓ１６において否定判定する場合、時比率Ｄに、フィードフォワード操作量Ｍｆｆを代入する（Ｓ３２ａ）。なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ２６ａ，Ｓ３２ａの処理が完了する場合、Ｓ３０の処理に移行する。

・「２自由度操作量の算出処理について」
２自由度操作量を、フィードフォワード操作量とフィードバック操作量との和とする代わりに、フィードバック操作量を補正係数とし、フィードフォワード操作量にフィードバック操作量を乗算した値を２自由度操作量としてもよい。

・「操作処理について」
上記実施形態では、一方のハーフブリッジ回路を構成するハイサイドスイッチＳＨ１（ＳＨ２）をオン状態に維持しつつ他方のハーフブリッジ回路を構成するローサイドスイッチＳＬ２（ＳＬ１）をオン・オフ操作することによって、モータ３２に印加される電圧を調整したがこれに限らない。たとえば、一方のハーフブリッジ回路を構成するローサイドスイッチＳＬ１（ＳＬ２）をオン状態に維持しつつ他方のハーフブリッジ回路を構成するハイサイドスイッチＳＨ２（ＳＨ１）をオン・オフ操作してもよい。

・「挟み込み検出処理について」
上記実施形態では、回転速度ωの落ち込みが２度連続して検出されることにより、挟み込みを検出したが、これに限らない。たとえば、３回以上連続で回転速度ωの落ち込みが検出される場合に挟み込みを検出してもよく、またたとえば回転速度ωの落ち込みが１回検出される場合に挟み込みを検出してもよい。

・「記憶装置について」
記憶装置としては、不揮発性メモリ６６に限らない。たとえば、不揮発性メモリ６６とＲＯＭ６４とを備えた装置であってもよい。この場合、基準量ＭｆｆＲをＲＯＭ６４に記憶し、学習補正量ＭｆｆＬを不揮発性メモリ６６に記憶すればよい。

・「車両用開閉体について」
車両用開閉体としては、可動パネル１４に限らない。たとえば、車両の窓ガラスやスライドドアであってもよい。

・「駆動回路について」
駆動回路としては、Ｈブリッジ回路５０に限らない。たとえばモータを３相ブラシレスモータとし、駆動回路を３相インバータとしてもよい。この場合たとえば、周知の１２０°通電方式による通電期間において、ローサイドスイッチおよびハイサイドスイッチのいずれか一方を周期的にオン・オフ操作し、その時比率Ｄを可変とすればよい。

・「制御装置について」
制御装置としては、ＣＰＵ６２とＲＯＭ６４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

１０…車両、１２…開口部、１４…可動パネル、２０…ガイドレール、２２…移動体、２４…開閉駆動機構、３０…アクチュエータ、３２…モータ、３４…ベルト、４０…ディフレクタ、５０…Ｈブリッジ回路、５２…バッテリ、５４…操作スイッチ、５６…回転角度センサ、５８…温度センサ、６０…制御装置、６２…ＣＰＵ、６４…ＲＯＭ、６６…不揮発性メモリ、７０…通信線、７２…他ＥＣＵ。

Claims (7)

1. 車両の開口部の開口度を調整する車両用開閉体の変位速度と正の相関を有するパラメータを制御量とし、該制御量を目標値にフィードフォワード制御するための操作量であるフィードフォワード操作量を記憶する記憶装置と、処理回路とを備え、
   前記処理回路は、
   前記記憶装置に記憶されたフィードフォワード操作量と、前記制御量を前記目標値にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量とに応じた２自由度操作量に基づき、前記車両用開閉体を変位させる動力を生成するモータの駆動回路を操作する操作処理と、
   前記フィードバック操作量を入力とし、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を、前記入力となるフィードバック操作量の算出時よりも前記制御量の前記目標値に対する誤差が小さくなるように更新する更新処理と、を実行する車両用開閉体の制御装置。
2. 前記記憶装置には、前記車両用開閉体の位置毎に、前記フィードフォワード操作量が記憶されており、
   前記更新処理は、前記車両用開閉体の位置毎に、該当する位置における前記フィードバック操作量に基づき、該当する位置における前記フィードフォワード操作量を更新する処理である請求項１記載の車両用開閉体の制御装置。
3. 前記２自由度操作量は、前記モータに印加する電圧であり、
   前記更新処理は、前記フィードバック操作量が同一である場合、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量が、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも小さい値となるように更新する規格化処理を含み、
   前記処理回路は、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を入力とし、前記２自由度操作量の算出に用いられるフィードフォワード操作量を、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とする温度補正処理を実行する請求項１または２記載の車両用開閉体の制御装置。
4. 前記操作処理は、前記駆動回路のスイッチング素子を周期的にオン・オフ操作する際のオン・オフの周期に対するオン時間の時比率を操作することにより、前記モータに印加する電圧を操作するものであり、
   前記２自由度操作量は、前記時比率であり、
   前記更新処理は、前記フィードバック操作量が同一である場合、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量が、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも小さい値となるように更新する規格化処理を含み、
   前記処理回路は、前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を入力とし、前記２自由度操作量の算出に用いられるフィードフォワード操作量を、前記モータの温度が高い場合に低い場合よりも大きい量とする温度補正処理を実行する請求項１または２記載の車両用開閉体の制御装置。
5. 前記更新処理は、前記車両が走行しているときの前記フィードバック操作量を利用して前記記憶装置に記憶されている前記フィードフォワード操作量を更新しない請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用開閉体の制御装置。
6. 前記制御量は、前記車両用開閉体の変位速度である請求項１～５のいずれか１項に記載の車両用開閉体の制御装置。
7. 前記操作処理の実行時において前記車両用開閉体の変位速度の低下量が所定量以上となることを条件に前記車両用開閉体の変位方向を反転させる反転処理を実行する請求項６記載の車両用開閉体の制御装置。
   

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