特許 6296557 操作補助制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6296557

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】操作補助制御装置

(51)【国際特許分類】

   E05F 15/70 20150101AFI20180312BHJP

   E05F 15/611 20150101ALI20180312BHJP

   B60J 5/10 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   E05F15/70

   E05F15/611

   B60J5/10 K

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-237801(P2014-237801)

(22)【出願日】2014年11月25日

(65)【公開番号】特開2016-98601(P2016-98601A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2016年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101786

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 秀行

(72)【発明者】

【氏名】藤本 啓吾

【審査官】 家田 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２８５９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９５４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８７４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２８５２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０２５１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０５Ｆ １５／００−１５／７９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した位置の時間変化に基づいて、操作対象物の移動速度を算出する速度算出部と、
前記位置検出部が検出した位置と前記速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するための制御値を算出する制御値算出部と、を備え、
前記制御値算出部が算出した制御値に基づいて、アクチュエータの駆動を制御して、操作対象物の操作に対して補助力を付与する操作補助制御装置において、
前記制御値算出部が算出した制御値を、前記位置検出部が検出した位置が操作対象物の操作範囲の終端付近に到ると、小さく制限する制御値制限部と、
前記制御値を制限するための値であって、操作対象物の位置に応じた第１制限値を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記制御値制限部は、
前記位置検出部が検出した位置に応じた前記第１制限値を前記記憶部から読み出し、
前記第１制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、
前記制限値と前記制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項2】

操作対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した位置の時間変化に基づいて、操作対象物の移動速度を算出する速度算出部と、
前記位置検出部が検出した位置と前記速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するための制御値を算出する制御値算出部と、を備え、
前記制御値算出部が算出した制御値に基づいて、アクチュエータの駆動を制御して、操作対象物の操作に対して補助力を付与する操作補助制御装置において、
前記制御値算出部が算出した制御値を、前記位置検出部が検出した位置が操作対象物の操作範囲の終端付近に到ると、小さく制限する制御値制限部と、
操作対象物の位置に応じた制限速度を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記制御値制限部は、
前記位置検出部が検出した位置に応じた前記制限速度を前記記憶部から読み出して、該制限速度と前記速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、前記制御値を制限するための第２制限値を算出し、
前記第２制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、
前記制限値と前記制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項3】

操作対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した位置の時間変化に基づいて、操作対象物の移動速度を算出する速度算出部と、
前記位置検出部が検出した位置と前記速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するための制御値を算出する制御値算出部と、を備え、
前記制御値算出部が算出した制御値に基づいて、アクチュエータの駆動を制御して、操作対象物の操作に対して補助力を付与する操作補助制御装置において、
前記制御値算出部が算出した制御値を、前記位置検出部が検出した位置が操作対象物の操作範囲の終端付近に到ると、小さく制限する制御値制限部と、
前記制御値を制限するための値であって、操作対象物の位置に応じた第１制限値と制限速度とを記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記制御値制限部は、
前記位置検出部が検出した位置に応じた前記第１制限値と前記制限速度とを前記記憶部から読み出し、
前記制限速度と前記速度算出部が算出した移動速度とに基づいて第２制限値を算出し、
前記第１制限値と前記第２制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、
前記制限値と前記制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の操作補助制御装置において、
前記記憶部に記憶された前記第１制限値は、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるように設定されている、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項5】

請求項２に記載の操作補助制御装置において、
前記記憶部に記憶された前記制限速度は、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるように設定されている、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項6】

請求項３に記載の操作補助制御装置において、
前記記憶部に記憶された前記第１制限値と前記制限速度とは、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるようにそれぞれ設定されている、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項7】

請求項２、請求項３、請求項５、または請求項６に記載の操作補助制御装置において、
前記制御値制限部は、前記速度算出部が算出した移動速度と前記記憶部から読み出した前記制限速度とを比較し、該比較結果と、前記移動速度と、前記制限速度と、所定の第２最大制御値とに基づいて、前記第２制限値を算出する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の操作補助制御装置において、
前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記制御値算出部は、前記位置検出部が検出した位置と、前記速度算出部が算出した移動速度と、前記電流検出部が検出した電流とに基づいて、前記制御値を算出する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項9】

請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の操作補助制御装置において、
前記アクチュエータを駆動するための駆動部をさらに備え、
前記制御値算出部は、前記制御値として、前記駆動部から前記アクチュエータに対して出力する電圧値を算出する、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【請求項10】

請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の操作補助制御装置において、
前記操作対象物は、車両のバックドアから成り、
前記アクチュエータは、モータから成り、
当該操作補助制御装置は、前記バックドアの手動による開閉操作に対して、前記モータにより補助力を付与するパワーバックドア制御装置から成る、ことを特徴とする操作補助制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作対象物を人が小さな力で操作できるように、補助力を付与する操作補助制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるバックドアやスライドドアなどは、手動で開閉操作可能になっている。そして、それらの操作対象物が手動で開閉操作された場合に、モータなどのアクチュエータにより補助力を付与して、操作対象物を小さな力で操作できるようにする操作補助制御装置がある。

【0003】

たとえば、特許文献１の操作補助制御装置は、車両のスライドドアの開閉操作に対して、モータにより補助力を付与する。その際、ドアが全開位置または全閉位置で停止しても、大きな衝撃が生じないように、モータの駆動を制御する。具体的には、ドア位置が全開位置や全閉位置の付近に達した際に、ドア速度が所定値より大きい場合は、目標速度を小さくして、実際のドア速度が目標速度に近づくように、モータへの駆動指令値を演算する。

【0004】

また、たとえば特許文献２のように、スイッチ操作に応じて、車両のバックドアを自動で開閉させるドア開閉制御装置がある。この装置では、バックドアをスムーズに開閉させるために、ドア位置に対する目標速度を予め設定しておき、エンコーダにより検出したドア速度と目標速度の偏差を演算して、該偏差がゼロになるように、モータをフィードバック制御する。また、ドア速度と目標速度の偏差が所定範囲を逸脱した場合に、目標速度をドア速度に近い側に再設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−９５４０７号公報

【特許文献2】特開２００５−２３６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

操作対象物の手動操作に対してアクチュエータにより補助力を付与している場合において、操作範囲の終端位置（ドアの全開位置や全閉位置など）付近で、操作対象物の移動速度が速いと、操作対象物が終端位置に到達したときに、衝撃が生じる。また、終端位置付近で、アクチュエータの駆動力が大きくても、操作対象物が終端位置に到達したときに、衝撃が生じる。

【0007】

本発明の課題は、操作対象物が手動で操作されて操作範囲の終端位置に到達したときに、衝撃が生じるのを防止することができる操作補助制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明による操作補助制御装置は、操作対象物の位置を検出する位置検出部と、位置検出部が検出した位置の時間変化に基づいて、操作対象物の移動速度を算出する速度算出部と、位置検出部が検出した位置と速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、アクチュエータの駆動を制御するための制御値を算出する制御値算出部とを備え、制御値算出部が算出した制御値に基づいて、アクチュエータの駆動を制御して、操作対象物の操作に対して補助力を付与する。この構成において、制御値算出部が算出した制御値を、位置検出部が検出した位置が操作対象物の操作範囲の終端付近に到ると、小さく制限する制御値制限部と、制御値を制限するための値であって、操作対象物の位置に応じた第１制限値を記憶する記憶部とがさらに設けられる。制御値制限部は、位置検出部が検出した位置に応じた第１制限値を記憶部から読み出し、第１制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、この制限値と制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する。記憶部に記憶された第１制限値は、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるように設定されていてもよい。

【0009】

上記によると、操作対象物が手動で操作されて操作範囲の終端位置付近に到ると、アクチュエータの駆動を制御するための制御値が、制御値制限部により小さく制限されて、該制限後の制御値に基づいてアクチュエータの駆動が制御される。このため、終端位置付近で、操作対象物の移動速度とアクチュエータの駆動力が大きくなるのを抑えて、操作対象物が終端位置に到達したときに、衝撃が生じるのを防止することができる。

【0011】

または、本発明では、操作対象物の位置に応じた制限速度を記憶する記憶部を設けてもよい。この場合、制御値制限部は、位置検出部が検出した位置に応じた制限速度を記憶部から読み出して、該制限速度と速度算出部が算出した移動速度とに基づいて、前記制御値を制限するための第２制限値を算出し、該第２制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、該制限値と制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する。また、記憶部に記憶された制限速度は、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるように設定されていてもよい。

【0012】

または、本発明では、操作対象物の位置に応じた第１制限値と制限速度とを記憶する記憶部を設けてもよい。この場合、制御値制限部は、位置検出部が検出した位置に応じた第１制限値と制限速度とを記憶部から読み出し、該制限速度と速度算出部が算出した移動速度とに基づいて第２制限値を算出し、第１制限値と第２制限値と所定の第１最大制御値のうち最小値を制限値とし、さらに該制限値と制御値算出部が算出した制御値のうち最小値を制限後の制御値として出力する。また、記憶部に記憶された第１制限値と制限速度とは、操作対象物の位置が操作範囲の終端付近に到ると小さくなるようにそれぞれ設定されてもよい。

【0013】

また、制御値制限部は、速度算出部が算出した移動速度と記憶部から読み出した制限速度とを比較し、該比較結果と、移動速度と、制限速度と、所定の第２最大制御値とに基づいて、第２制限値を算出してもよい。

【0014】

また、本発明では、上記操作補助制御装置において、アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、制御値算出部は、位置検出部が検出した位置と、速度算出部が算出した移動速度と、電流検出部が検出した電流とに基づいて、前記制御値を算出してもよい。

【0015】

また、本発明では、上記操作補助制御装置において、アクチュエータを駆動するための駆動部をさらに備え、制御値算出部は、前記制御値として、駆動部からアクチュエータに対して出力する電圧値を算出してもよい。

【0016】

さらに、本発明では、操作対象物は車両のバックドアから成り、アクチュエータは、モータから成り、操作補助制御装置は、バックドアの手動による開閉操作に対して、モータにより補助力を付与するパワーバックドア制御装置から構成してもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、操作対象物が手動で操作されて操作範囲の終端位置に到達したときに、衝撃が生じるのを防止することができる操作補助制御装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態によるパワーバックドア制御装置の構成を示した図である。

【図2】バックドアの一例を示した図である。

【図3】図１のパワーバックドア制御装置が実行する、パワーアシスト処理の詳細を示した制御ブロック図である。

【図4】図３の出力電圧制限部が実行する、第１実施形態の出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。

【図5】図４の第１制限電圧設定部が設定する、バックドア開操作時の第１制限電圧を示した図である。

【図6】図４の第１制限電圧設定部が設定する、バックドア閉操作時の第１制限電圧を示した図である。

【図7】図４の第２制限電圧設定部が設定する、バックドア開操作時の制限速度と第２制限電圧を示した図である。

【図8】図４の第２制限電圧設定部が設定する、バックドア閉操作時の制限速度と第２制限電圧を示した図である。

【図9】バックドア開操作時の制限電圧と出力電圧の変化を示した図である。

【図10】バックドア閉操作時の制限電圧と出力電圧の変化を示した図である。

【図11】第２実施形態の出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。

【図12】第３実施形態の出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

【0020】

まず、本実施形態の構成を、図１および図２を参照しながら説明する。

【0021】

図１は、パワーバックドア制御装置１０の構成を示した図である。図２は、バックドア３０の一例を示した図である。

【0022】

図１において、パワーバックドア制御装置１０は、モータ７とＢＤ（バックドア）開閉機構８とバックドア３０とともに、パワーバックドアシステム１００に組み込まれている。このパワーバックドアシステム１００は、自動四輪車に搭載されている。

【0023】

パワーバックドア制御装置１０は、図２の車体３１に設けられている。バックドア３０を開閉させるためのＢＤ開閉機構８は、車体３１やバックドア３０に設けられている。モータ７は、ＢＤ開閉機構８の動力源であり、車体３１に設けられている。

【0024】

バックドア３０は、図２に示すように、自動四輪車の車体３１の後面に設けられた、跳ね上げ式のドアから成る。バックドア３０は、上端部にある回転軸３２を中心にして、下端部が上方へ揺動することで開いて行き、逆に下端部が下方へ揺動することで閉まって行く。図２では、全閉位置にあるバックドア３０を実線で示し、全開位置にあるバックドア３０を１点鎖線で示し、全閉位置と全開位置の間の中間位置にあるバックドア３０を２点鎖線で示している。

【0025】

バックドア３０は、下端部や把持部（図示省略）をつかんで、手動で開閉操作することができる。バックドア３０が手動で開閉操作された場合に、パワーバックドア制御装置１０は、モータ７により補助力を付与して、操作者が小さな力でバックドア３０を開閉操作できるようにする（パワーアシスト処理）。

【0026】

また、パワーバックドア制御装置１０は、モータ７を正転または逆転で駆動して、ＢＤ開閉機構８を作動させ、バックドア３０を自動で開閉させる（オート開閉処理）。

【0027】

パワーバックドア制御装置１０は、本発明の「操作補助制御装置」の一例である。バックドア３０は、本発明の「操作対象物」の一例である。モータ７は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。

【0028】

パワーバックドア制御装置１０には、制御部１、モータ駆動部２、操作部３、車両通信部４、パルス発生器５、および全閉・全開検出ＳＷ（スイッチ）６が備わっている。

【0029】

制御部１は、マイクロコンピュータから成る。制御部１には、記憶部１１、位置検出部１２、速度算出部１３、およびパワーアシスト制御部１４が設けられている。

【0030】

記憶部１１はメモリから構成されている。記憶部１１には、後述するように、モータ７の駆動を制御するための情報が記憶されている。

【0031】

位置検出部１２、速度算出部１３、およびパワーアシスト制御部１４は、たとえばソフトウェアにより構成されている。他の例として、これら各部１２〜１４をハードウェアにより構成してもよい。

【0032】

モータ駆動部２は、モータ７をＰＷＭ（パルス幅変調）信号で駆動するためのドライブ回路から成る。制御部１は、モータ駆動部２によりモータ７の駆動を制御する。モータ駆動部２には、モータ７に流れる電流（以下、「モータ電流」という。）を検出する電流検出部２ａが設けられている。電流検出部２ａによるモータ電流の検出は、適宜または所定の周期で行われる。モータ駆動部２は、本発明の「駆動部」の一例である。

【0033】

操作部３は、自動四輪車の運転席、車体後部、または遠隔操作機に設けられたスイッチや通信回路などから成る。操作部３には、バックドア３０の開閉または停止を指示するために操作されるＢＤ開閉ＳＷ（スイッチ）３ａが設けられている。

【0034】

車両通信部４は、車両側ＥＣＵ（電子制御装置）４０とＣＡＮ（Controller Area Network）などにより通信するための回路から成る。

【0035】

パルス発生器５は、たとえば２相式のロータリエンコーダから成り、モータ７またはＢＤ開閉機構８に設けられている。パルス発生器５は、モータ７の回転状態またはＢＤ開閉機構８の作動状態に応じて、位相がずれた２つのパルス信号を制御部１へ出力する。

【0036】

モータ７の回転状態、ＢＤ開閉機構８の作動状態、およびバックドア３０の開閉状態は連動している。このため、制御部１の位置検出部１２は、パルス発生器５から出力される２つのパルス信号を検出し、該パルス信号に基づいてバックドア３０の開閉位置（以下「ドア位置」という。）を検出する。

【0037】

速度算出部１３は、位置検出部１２が検出したドア位置の時間変化に基づいて、バックドア３０の開閉移動速度（以下「ドア速度」という。）を算出する。位置検出部１２によるドア位置の検出と、速度算出部１３によるドア速度の算出とは、適宜または所定の周期で随時行われる。

【0038】

全閉・全開検出ＳＷ（スイッチ）６は、車体３１の後部に設けられている。全閉・全開検出ＳＷ６は、バックドア３０が全閉したことと全開したこととを検出して、検出信号を制御部１へ出力する。位置検出部１２は、全閉・全開検出ＳＷ６からの出力信号に基づいて、バックドア３０が全閉位置または全開位置にあることを検出する。

【0039】

制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ａの操作に応じて、モータ駆動部２を介してモータ７の駆動を制御して、オート開閉処理を実行する。具体的には、制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ａの開閉操作に応じて、モータ駆動部２によりモータ７を回転させる。また、制御部１は、ＢＤ開閉ＳＷ３ａの停止操作に応じて、モータ駆動部２によりモータ７を停止する。これにより、バックドア３０が自動で開閉したり、停止したりする。

【0040】

また、制御部１は、速度算出部１３が算出したドア速度に基づいて、バックドア３０が手動で開閉操作されたことを検出する。具体的には、ＢＤ開閉ＳＷ３ａの操作に応じてモータ７の駆動を制御していないときに、速度算出部１３が算出したドア速度が０でなければ、制御部１は、バックドア３０が手動で開閉操作されたと判断する。また、制御部１は、位置検出部１２が検出したドア位置の変化に基づいて、バックドア３０の手動操作方向が開方向か閉方向かを判断する。

【0041】

制御部１がバックドア３０の手動開閉操作が有ったことを検出すると、パワーアシスト制御部１４が、モータ駆動部２を介してモータ７の駆動を制御して、パワーアシスト処理を実行する。

【0042】

次に、パワーアシスト処理の詳細を、図３〜図１０を参照しながら説明する。

【0043】

図３は、パワーアシスト処理の詳細を示した制御ブロック図である。各ブロック１５〜１８は、たとえばパワーアシスト制御部１４が実行するソフトウェアにより構成されている。他の例として、これら各ブロック１５〜１８をハードウェアにより構成してもよい。

【0044】

バックドア３０が手動で開閉操作されて、パワーアシスト制御部１４がパワーアシスト処理を開始すると、まず、目標電流算出部１５が、位置検出部１２で検出されたドア位置と、速度算出部１３で算出されたドア速度とに基づいて、目標電流を算出する。

【0045】

次に、出力電圧算出部１６が、電流検出部２ａで検出されたモータ電流と、目標電流算出部１５で算出された目標電流とに基づいて、モータ駆動部２からモータ７に出力する出力電圧Ｖａ（制限前の出力電圧）を算出する。このとき、出力電圧算出部１６は、たとえばモータ電流が目標電流に近づくように、出力電圧Ｖａを算出する。出力電圧Ｖａは、モータ７の駆動を制御するための値であって、本発明の「制御値」の一例である。出力電圧算出部１６は、本発明の「制御値算出部」の一例である。

【0046】

次に、出力電圧制限部１７が、図示しないバッテリなどの電源から供給される電源電圧Ｖｂと、ドア位置と、ドア速度と、出力電圧算出部１６で算出された出力電圧Ｖａとに基づいて、出力電圧制限処理を実行する。この出力電圧制限処理により、出力電圧Ｖａが制限される。出力電圧制限部１７は、本発明の「制御値制限部」の一例である。電源電圧Ｖｂは、本発明の「第１最大制御値」の一例である。

【0047】

図４は、第１実施形態による出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。各ブロック１７ａ〜１７ｄは、たとえばパワーアシスト制御部１４が実行するソフトウェアにより構成されている。他の例として、これら各ブロック１７ａ〜１７ｄをハードウェアにより構成してもよい。

【0048】

出力電圧制限処理が開始されると、第１制限電圧設定部１７ａが、位置検出部１２で検出されたドア位置に基づいて、第１制限電圧Ｖｃ１を設定する。第１制限電圧Ｖｃ１は、本発明「第１制限値」の一例である。

【0049】

図５は、バックドア３０の開操作時の第１制限電圧Ｖｃ１を示した図である。図６は、バックドア３０の閉操作時の第１制限電圧Ｖｃ１を示した図である。これら開操作時と閉操作時の第１制限電圧Ｖｃ１は、モータ７への出力電圧を制限するための値であって、バックドア３０の開閉位置に応じて予め設定されて、記憶部１１（図１）にテーブル方式などでそれぞれ記憶されている。

【0050】

図５に示すように、バックドア３０の開操作時の第１制限電圧Ｖｃ１は、バックドア３０の開閉位置が全閉位置から開方向へ向かう一定範囲にあるときは、大きな一定値で推移し、その後徐々に低下して行って、全開位置付近の一定範囲に到達すると、小さな一定値で推移する。

【0051】

図６に示すように、バックドア３０の閉操作時の第１制限電圧Ｖｃ１は、バックドア３０の開閉位置が全開位置から閉方向へ向かう一定範囲にあるときは、大きな一定値で推移し、その後徐々に低下して行って、全閉位置付近の一定範囲に到達すると、小さな一定値で推移する。

【0052】

第１制限電圧設定部１７ａは、バックドア３０の手動操作方向と、位置検出部１２で検出されたドア位置とに応じて、記憶部１１から第１制限電圧Ｖｃ１を読み出して、比較器１７ｃ（図４）へ出力する。

【0053】

また、出力電圧制限処理が開始されると、第２制限電圧設定部１７ｂが、位置検出部１２で検出されたドア位置と、速度算出部１３で算出されたドア速度とに基づいて、第２制限電圧Ｖｃ２を設定する。第２制限電圧Ｖｃ２は、本発明「第２制限値」の一例である。

【0054】

図７は、バックドア３０の開操作時の制限速度と第２制限電圧Ｖｃ２を示した図である。図８は、バックドア３０の閉操作時の制限速度と第２制限電圧Ｖｃ２を示した図である。これら開操作時と閉操作時の制限速度は、モータ７への出力電圧を制限するための値であって、バックドア３０の開閉位置に応じて予め設定されて、記憶部１１（図１）にテーブル方式などでそれぞれ記憶されている。また、開操作時と閉操作時の第２制限電圧Ｖｃ２は、モータ７への出力電圧を制限するための値であって、制限速度とドア速度などに基づいて設定される。

【0055】

図７に示すように、バックドア３０の開操作時の制限速度は、バックドア３０の開閉位置が全閉位置から開方向へ向かう一定範囲にあるときは、大きな一定値で推移し、その後徐々に低下して行って、全開位置付近の一定範囲に到達すると、小さな一定値で推移する。

【0056】

図８に示すように、バックドア３０の閉操作時の制限速度は、バックドア３０の開閉位置が全開位置から閉方向へ向かう一定範囲にあるときは、大きな一定値で推移し、その後徐々に低下して行って、全閉位置付近の一定範囲に到達すると、小さな一定値で推移する。

【0057】

第２制限電圧設定部１７ｂは、バックドア３０の手動操作方向と、位置検出部１２で検出されたドア位置とに応じて、記憶部１１から制限速度を読み出す。

【0058】

次に、第２制限電圧設定部１７ｂは、記憶部１１から読み出した制限速度を所定の係数により補正する。詳しくは、制限速度から所定の係数（αまたはβ）を減算して、補正値（制限速度−α、制限速度−β）とする。そして、第２制限電圧設定部１７ｂは、その補正値と速度算出部１３で算出されたドア速度（実速度）とを比較し、該比較結果、ドア速度、制限速度、および図示しない電源から供給される電源電圧の最大値Ｖｍａｘに基づいて、第２制限電圧Ｖｃ２を算出する。

【0059】

詳しくは、ドア速度が上記補正値より遅い場合（ドア速度＜制限速度−α、ドア速度＜制限速度−β）、第２制限電圧設定部１７ｂは、電源電圧の最大値Ｖｍａｘを第２制限電圧Ｖｃ２とする。すなわち、
開操作時および閉操作時の第２制限電圧Ｖｃ２＝電源電圧の最大値Ｖｍａｘ

【0060】

一方、ドア速度が上記補正値以上である場合（ドア速度≧制限速度−α、ドア速度≧制限速度−β）、第２制限電圧設定部１７ｂは、電源電圧の最大値Ｖｍａｘを所定の係数（αまたはβ）で除算するとともに、制限速度からドア速度を減算する。そして、その除算値と減算値とを乗算した値を第２制限電圧Ｖｃ２とする。すなわち、
開操作時の第２制限電圧Ｖｃ２＝（電源電圧の最大値Ｖｍａｘ÷α）×（制限速度−ドア速度）
閉操作時の第２制限電圧Ｖｃ２＝（電源電圧の最大値Ｖｍａｘ÷β）×（制限速度−ドア速度）

【0061】

電源電圧の最大値Ｖｍａｘは、予め記憶部１１に記憶された値であって、本発明の「第２最大制御値」の一例である。第２制限電圧設定部１７ｂは、上記のように設定した第２制限電圧Ｖｃ２を比較器１７ｃ（図４）へ出力する。

【0062】

比較器１７ｃは、電源電圧Ｖｂと、第１制限電圧設定部１７ａで設定された第１制限電圧Ｖｃ１と、第２制限電圧設定部１７ｂで設定された第２制限電圧Ｖｃ２のうち、最小値を選出する。そして、比較器１７ｃは、その最小値を制限電圧Ｖｃとして、飽和処理部１７ｄへ出力する。制限電圧Ｖｃは、本発明の「制限値」の一例である。

【0063】

飽和処理部１７ｄは、出力電圧算出部１６（図３）が算出した制限前の出力電圧Ｖａと、比較器１７ｃが出力した制限電圧Ｖｃのうち、最小値を選出する。そして、飽和処理部１７ｄは、その最小値を制限後の出力電圧Ｖｄとして出力する。制限後の出力電圧Ｖｄは、本発明の「制限後の制御値」の一例である。

【0064】

飽和処理部１７ｄから出力された制限後の出力電圧Ｖｄは、図３の出力電圧制限部１７からデューティ算出部１８に入力される。デューティ算出部１８は、制限後の出力電圧Ｖｄと電源電圧Ｖｂとに基づいて、モータ７をＰＷＭで制御するためのデューティ比を算出する。そして、モータ駆動部２が、デューティ算出部１８で算出されたデューティ比のＰＷＭ信号でモータ７を駆動することにより、バックドア３０の開閉操作に対して補助力が付与される。

【0065】

図９は、バックドア３０の開操作時の制限電圧Ｖｃと出力電圧Ｖｄの変化を示した図である。図１０は、バックドア３０の閉操作時の制限電圧Ｖｃと出力電圧Ｖｄの変化を示した図である。

【0066】

上述したように図３および図４の処理が実行されることで、図９および図１０に示すように、バックドア３０の手動開閉操作時に、モータ駆動部２からモータ７へ出力される出力電圧Ｖｄが制限電圧Ｖｃより小さく抑えられる。また、バックドア３０の位置が操作範囲の終端位置（全開位置または全閉位置）の付近に到ると、出力電圧Ｖｄがそれまでより小さく制限される。このため、終端位置付近で、バックドア３０の移動速度とモータ７の駆動力が大きくなるのを抑えて、バックドア３０が終端位置に到達したときに、衝撃が生じるのを防止することができる。

【0067】

また、ドア位置とドア速度とモータ電流に基づいて、出力電圧Ｖａを算出し、ドア位置に基づく第１制限電圧Ｖｃ１と、ドア位置とドア速度に基づく第２制限電圧Ｖｃ２とに基づいて、出力電圧Ｖａを制限している。このため、バックドア３０の操作位置、操作速度、および操作力に応じて、モータ７への出力電圧Ｖｄを決定し、モータ７により操作補助力を付与することができる。

【0068】

また、第１制限電圧Ｖｃ１および制限速度は、ドア位置が操作範囲の終端付近に到るまでは、大きな値に設定され、ドア位置が操作範囲の終端付近に到ると、小さい値に設定されている。そして、第２制限電圧Ｖｃ２は、制限速度とドア速度に基づいて、ドア位置が操作範囲の終端付近に到るまでは、大きな値に設定され、ドア位置が操作範囲の終端付近に到ると、小さい値に設定される。また、第２制限電圧Ｖｃ２は、ドア速度が制限速度より速ければ、小さく制限され、ドア速度が制限速度以下であれば、小さく制限されない。このため、ドア位置が操作範囲の終端付近に到るまでは、バックドア３０の移動速度やモータ７の駆動力をあまり小さく制限せず、ドア位置が操作範囲の終端付近に到ると、バックドア３０の移動速度やモータ７の駆動力を確実に小さく制限することができる。

【0069】

図４に示した第１実施形態では、出力電圧Ｖａを制限するために、第１制限電圧Ｖｃ１と第２制限電圧Ｖｃ２を用いたが、このうち一方を用いて出力電圧Ｖａを制限してもよい。詳しくは、以下のとおりである。

【0070】

図１１は、第２実施形態による出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。第２実施形態では、出力電圧Ｖａを制限するために、電源電圧Ｖｂと第１制限電圧Ｖｃ１を用いる。前述したように、第１制限電圧設定部１７ａは、ドア位置に応じた第１制限電圧Ｖｃ１を記憶部１１から読み出して、比較器１７ｃへ出力する。比較器１７ｃは、電源電圧Ｖｂと第１制限電圧Ｖｃ１のうち、最小値を選出して、該最小値を制限電圧Ｖｃとして飽和処理部１７ｄへ出力する。飽和処理部１７ｄは、制限前の出力電圧Ｖａと制限電圧Ｖｃのうち、最小値を選出して、該最小値を制限後の出力電圧Ｖｄとして出力する。

【0071】

図１２は、第３実施形態による出力電圧制限処理の詳細を示した制御ブロック図である。第３実施形態では、出力電圧Ｖａを制限するために、電源電圧Ｖｂと第２制限電圧Ｖｃ２を用いる。前述したように、第２制限電圧設定部１７ｂは、ドア位置に応じた制限速度を記憶部１１から読み出して、制限速度とドア速度と電源電圧の最大値Ｖｍａｘなどに基づいて、第２制限電圧Ｖｃ２を設定して、比較器１７ｃへ出力する。比較器１７ｃは、電源電圧Ｖｂと第２制限電圧Ｖｃ２のうち、最小値を選出して、該最小値を制限電圧Ｖｃとして出力する。飽和処理部１７ｄは、制限前の出力電圧Ｖａと制限電圧Ｖｃのうち、最小値を選出して、該最小値を制限後の出力電圧Ｖｄとして出力する。

【0072】

上記第２および第３実施形態でも、バックドア３０の手動開閉操作時に、モータ７への出力電圧Ｖｄが制限電圧Ｖｃより小さく抑えられる。また、バックドア３０の位置が操作範囲の終端位置付近に到ると、出力電圧Ｖｄがそれまでより小さく制限される。このため、終端位置付近で、バックドア３０の移動速度とモータ７の駆動力が大きくなるのを抑えて、バックドア３０が終端位置に到達したときに、衝撃が生じるのを防止することができる。

【0073】

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、モータ７の駆動を制御するための制御値として、モータ駆動部２からモータ７に対して出力する電圧値Ｖａ、Ｖｄを用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばモータの回転数、モータに流す電流、モータへの駆動指令値、または補助力などのような、他の制御値を用いてもよい。

【0074】

また、以上の実施形態では、パルス発生器５と全閉・全開検出ＳＷ６の出力に基づいて、位置検出部１２がバックドア３０の開閉位置を検出した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、センサやスイッチからの出力、モータに流れる電流、またはモータに流れる電流に含まれるリップルの周波数などに基づいて、位置検出部がバックドアの開閉位置を検出してもよい。

【0075】

また、以上の実施形態では、跳ね上げ式のバックドア３０を例に示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、これ以外の方式のバックドアを用いてもよい。

【0076】

さらに、以上の実施形態では、自動四輪車のパワーバックドア制御装置１０に本発明を適用した例を挙げたが、これに限るものではない。たとえばスライドドアを開閉させるパワースライドドア制御装置のような操作補助制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。また、モータ以外のアクチュエータにより操作補助力を付与する操作補助制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。

【符号の説明】

【0077】

２ モータ駆動部（駆動部）
２ａ 電流検出部
７ モータ（アクチュエータ）
１０ パワーバックドア制御装置（操作補助制御装置）
１１ 記憶部
１２ 位置検出部
１３ 速度算出部
１６ 出力電圧算出部（制御値算出部）
１７ 出力電圧制限部（制御値制限部）
３０ バックドア（操作対象物）
Ｖａ 制限前の出力電圧（制御値）
Ｖｂ 電源電圧（第１最大制御値）
Ｖｃ 制限電圧（制限値）
Ｖｃ１ 第１制限電圧（第１制限値）
Ｖｃ２ 第２制限電圧（第２制限値）
Ｖｄ 制限後の出力電圧（制限後の制御値）
Ｖｍａｘ 電源電圧の最大値（第２最大制御値）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】