特開 2024-93589 開閉体制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093589

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】開閉体制御装置

(51)【国際特許分類】

   E05F 15/622 20150101AFI20240702BHJP

   B60J 5/10 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

E05F15/622

B60J5/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210081

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】510123839

【氏名又は名称】ニデックモビリティ株式会社

(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】小澤 晃史

(72)【発明者】

【氏名】植野 弘

【テーマコード（参考）】

2E052

【Ｆターム（参考）】

2E052AA09

2E052CA06

2E052DA06

2E052DB06

2E052EA01

2E052EB01

2E052EC01

2E052GA08

2E052GB06

2E052GC02

2E052GC06

2E052GD07

2E052HA01

2E052JA01

(57)【要約】

【課題】挟み込みによって開閉体に撓みが生じる場合でも、挟み込みを迅速に検出できる開閉体制御装置を提供する。
【解決手段】開閉体制御装置は、開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、このモータ駆動部の動作を制御する制御部とを備えている。制御部は、モータに流れるモータ電流の現在値と過去値との差分である、電流差分値ΔＩｄを算出する差分値算出部と、この差分値算出部で算出された、電流差分値ΔＩｄの微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔを算出する微分値算出部と、電流差分値ΔＩｄと微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔとを加算する加算部と、この加算部で算出された加算値ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔと所定の閾値Ｔｈとの比較結果に基づいて、開閉体における挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部とを含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記モータに流れるモータ電流の現在値と過去値との差分である、電流差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部で算出された、前記電流差分値の微分値を算出する微分値算出部と、
前記電流差分値と前記微分値とを加算する加算部と、
前記加算部で算出された加算値と所定の閾値との比較結果に基づいて、前記開閉体における挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部と、を含むことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項2】

開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記モータの速度の現在値と過去値との差分である、速度差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部で算出された、前記速度差分値の微分値を算出する微分値算出部と、
前記速度差分値と前記微分値とを加算する加算部と、
前記加算部で算出された加算値と所定の閾値との比較結果に基づいて、前記開閉体における挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部と、を含むことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の開閉体制御装置において、
前記加算部は、前記電流差分値と、前記微分値に所定の係数を乗じた値とを加算する、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の開閉体制御装置において、
前記微分値は、前記電流差分値を時間で微分した微分値、または前記電流差分値を前記開閉体の位置で微分した微分値である、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載の開閉体制御装置において、
前記モータ電流に代えて、当該モータ電流と比例関係にあるモータトルクを用い、
前記モータトルクの差分値とその微分値とを加算した値を、前記閾値と比較することにより挟み込みの有無を判定する、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項6】

請求項２に記載の開閉体制御装置において、
前記加算部は、前記速度差分値と、前記微分値に所定の係数を乗じた値とを加算する、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項7】

請求項２に記載の開閉体制御装置において、
前記微分値は、前記速度差分値を時間で微分した微分値、または前記速度差分値を前記開閉体の位置で微分した微分値である、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の開閉体制御装置において、
前記開閉体は、一端が回転軸に支持されていて、前記モータにより前記回転軸を中心にして回転する回転形開閉体である、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【請求項9】

請求項８に記載の開閉体制御装置において、
前記開閉体は、車両の後方に備わるバックドアであり、
前記モータは、前記バックドアに連結された開閉機構を介して当該バックドアを回転させる、ことを特徴とする開閉体制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に備わるバックドアのような開閉体を制御する装置に関し、特に、開閉体の開閉動作に伴って発生する挟み込みを迅速に検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

図１１は、バックドア（テールゲートともいう）の動作を説明するための概略構造図である。バックドア５１は、自動四輪車などの車両５０の後方に設けられており、上端部が回転軸５２に支持されていて、この回転軸５２を中心にして回転可能となっている。バックドア５１は、所定の操作に基づいて自動的に、反時計回り方向へ回転することで開いてゆき、時計回り方向へ回転することで閉じてゆく。５１ａ、５１ｂは、それぞれバックドア５１の全閉位置、全開位置を示している。

【0003】

図１２は、バックドア５１の開閉を行うための機構を簡略化して示している。バックドア５１には、モータ４によって駆動されるドア開閉機構５が連結されている。モータ４が正方向に回転すると、これに連動してドア開閉機構５のアーム５３がａ方向へ伸長し、バックドア５１はＸ方向へ開いてゆく。また、モータ４が逆方向に回転すると、これに連動してドア開閉機構５のアーム５３がｂ方向へ縮退し、バックドア５１はＹ方向へ閉じてゆく。

【0004】

図１３に示すように、バックドア５１が閉動作を行っている際に、バックドア５１と車体との間に、障害物Ｐが挟み込まれることがある。また、図１４に示すように、バックドア５１が開動作を行っている際に、バックドア５１が障害物Ｑに当って、車体と障害物Ｑとの間にバックドア５１が挟み込まれた形になることもある。

【0005】

このような挟み込みが発生すると、バックドア５１の開閉動作に支障が生じるだけでなく、障害物Ｐ、Ｑが損傷したり破壊されたりするおそれがあり、特に、障害物Ｐ、Ｑが人体の一部である場合は、安全が脅かされることになる。そのため、挟み込みが発生した場合には、これを速やかに検出してモータ４を停止または逆転させることで、挟み込み状態を解消する必要がある。特許文献１～５には、挟み込みを検出するための技術が開示されている。

【0006】

特許文献１では、モータに流れる電流と基準電流との差分を求め、この差分の積算値が閾値を超えた場合に、挟み込みが発生したと判定する。特許文献２では、モータ電流の過去値と現在値との差分の積算値、または過去値と現在値との微分値が規定値を下回る場合に、外乱が発生したと判断して、挟み込み検出用の閾値を変更する。特許文献３では、モータの回転速度と目標速度との速度差を算出し、今回と前回の速度差の変化量を積算・平均化して偏差を算出し、この偏差を閾値と比較して挟み込みを検出する。特許文献４では、挟み込みの開始が検出された後、モータの回転速度の変化量が閾値を超えた場合に、挟み込みを確定する。特許文献５では、モータの角速度の変化量を算出し、この角速度変化量と閾値とを比較して挟み込みを検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１５－３１１０８号公報

【特許文献2】特開２０１３－２１１０号公報

【特許文献3】特開２００８－２０８９号公報

【特許文献4】特開２００６－３０７６３６号公報

【特許文献5】特開２００２－２９５１２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

車両のバックドアは、完全な剛体ではなく、外部から加わる力によって撓む性質を有している。特に、バックドア５１におけるモータ４の駆動力が作用する位置（図１２参照）と、挟み込みが発生した位置（図１３、図１４参照）とがずれていると、以下で述べるとおり、双方の位置で発生する逆方向の力によって、バックドア５１に撓みが生じる。

【0009】

図１５は、挟み込みが発生した場合の力学モデル図を示している。挟み込みが発生すると、バックドア５１には、モータ４のトルクと挟み込みによる荷重とが加わり、両者は互いに逆方向に作用する。そして、これらの力の加わる位置がずれていると、バックドア５１に撓みが生じる。この場合、モータ４とバックドア５１とは、バネ定数がＫ１のバネで結合され、挟み込み箇所とバックドア５１とは、バネ定数がＫ２のバネで結合された状態となる。ここで、Ｋ１はバックドア５１の剛性によって決まるバネ定数、Ｋ２は挟み込み物体（障害物）の性質によって決まるバネ定数である。このような力学モデルが成立するバックドアの開閉動作においては、挟み込みの発生から検出までの時間的遅れが大きくなるという問題点がある。以下、これについて説明する。

【0010】

図１６は、モータ電流の差分値（現在値と過去値との差）を用いて挟み込みを検出する場合の、電流差分値の時間的変化を表している。挟み込みが発生すると、モータトルクの増加に伴ってモータ電流が増加してゆき、それに応じてモータ電流の差分値も増加してゆく。この場合、バックドア５１に撓みが生じないとすれば、破線で示したように、電流差分値は時間とともにリニアに変化する。そして、この電流差分値が所定の閾値Ｔｈに達した時点ｔａで、挟み込みが検出される。

【0011】

一方、バックドア５１に撓みが生じる場合は、電流差分値は時間とともにリニアに変化せず、実線で示したように、立ち上がりから緩やかに変化する。これは、バックドア５１が撓むことで、バックドア５１に加わるモータ４のトルクの変化量が小さくなり、トルクと比例関係にあるモータ電流が緩慢な変化を示すためである。この結果、電流差分値が閾値Ｔｈに達する時点ｔｂ、すなわち挟み込みが検出される時点が、バックドア５１に撓みがない場合と比較して遅くなり、挟み込み検出までの時間が長くなる。

【0012】

本発明の課題は、挟み込みによって開閉体に撓みが生じる場合でも、挟み込みを迅速に検出できる開閉体制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明に係る開閉体制御装置は、開閉体を開閉するためのモータを駆動するモータ駆動部と、このモータ駆動部の動作を制御する制御部とを備えている。
本発明の第１態様では、制御部は、モータに流れるモータ電流の現在値と過去値との差分である電流差分値を算出する差分値算出部と、この差分値算出部で算出された電流差分値の微分値を算出する微分値算出部と、電流差分値と微分値とを加算する加算部と、この加算部で算出された加算値と所定の閾値との比較結果に基づいて、開閉体における挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部とを含む。
本発明の第２態様では、制御部は、モータの速度の現在値と過去値との差分である速度差分値を算出する差分値算出部と、この差分値算出部で算出された速度差分値の微分値を算出する微分値算出部と、速度差分値と微分値とを加算する加算部と、この加算部で算出された加算値と所定の閾値との比較結果に基づいて、開閉体における挟み込みの有無を判定する挟み込み判定部とを含む。

【0014】

このような開閉体制御装置によると、モータ電流またはモータ速度の差分値に、差分値の微分値を加算することで、当該加算値（差分値＋差分値の微分値）は、差分値に比べて変化の度合いが大きくなる。したがって、この加算値を閾値と比較することにより、従来の挟み込み検出時点よりも早い時点で挟み込みを検出することが可能となり、挟み込み検出までの時間が短縮される。

【0015】

本発明の第１態様において、加算部は、電流差分値と、微分値に所定の係数を乗じた値とを加算してもよい。また、微分値は、電流差分値を時間で微分した微分値であってもよく、または電流差分値を開閉体の位置で微分した微分値であってもよい。

【0016】

本発明の第１態様において、モータ電流に代えて、当該モータ電流と比例関係にあるモータトルクを用いてもよい。この場合は、モータトルクの差分値とその微分値とを加算した値を、閾値と比較することにより、挟み込みの有無を判定する。

【0017】

本発明の第２態様において、加算部は、速度差分値と、微分値に所定の係数を乗じた値とを加算してもよい。また、微分値は、速度差分値を時間で微分した微分値であってもよく、または速度差分値を開閉体の位置で微分した微分値であってもよい。

【0018】

本発明における開閉体は、典型的には回転形開閉体、すなわち一端が回転軸に支持されていて、モータにより回転軸を中心にして回転する開閉体である。このような回転形開閉体の例としては、車両の後方に備わるバックドアが挙げられる。この場合、モータは、バックドアに連結された開閉機構を介して当該バックドアを回転させる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、挟み込みによって開閉体に撓みが生じる場合でも、挟み込みを迅速に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】バックドアの開閉を制御するためのシステム構成図である。

【図2】制御部の具体的構成の第１実施形態を示す図である。

【図3】図２の差分値算出部の詳細を示す図である。

【図4】本発明による挟み込み検出の手法を説明する図である。

【図5】制御部の具体的構成の第２実施形態を示す図である。

【図6】図５の差分値算出部の詳細を示す図である。

【図7】制御部の具体的構成の第３実施形態を示す図である。

【図8】図７の差分値算出部の詳細を示す図である。

【図9】制御部の具体的構成の第４実施形態を示す図である。

【図10】図９の差分値算出部の詳細を示す図である。

【図11】バックドアの動作を説明するための概略構造図である。

【図12】バックドアの開閉を行うための機構を簡略的に示した図である。

【図13】挟み込みの例を示す図である。

【図14】挟み込みの他の例を示す図である。

【図15】挟み込みが発生した場合の力学モデル図である。

【図16】従来における挟み込み検出を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図を通して、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。以下では、開閉体として、図１１～図１４で示した車両のバックドア５１を例に挙げる。

【0022】

図１は、バックドア５１の開閉を制御するためのシステム構成を示している。バックドア制御装置１００は、本発明の開閉体制御装置の一例であって、制御部１とモータ駆動部２とを備えている。制御部１は、車両や電子キーに備わる操作部３の操作に基づいて、モータ駆動部２の動作を制御するための制御信号を出力する。モータ駆動部２は、制御部１からの制御信号に基づいて、モータ４を回転または停止させるための駆動信号を出力する。モータ４は、モータ駆動部２からの駆動信号に応じて、正転、逆転、または停止の動作を行う。モータ４には、バックドア５１を機械的に開閉するドア開閉機構５が連結されており（図１２参照）、前述したように、モータ４の回転に連動してドア開閉機構５のアーム５３が伸長または縮退することで、バックドア５１の開閉が行われる。

【0023】

モータ駆動部２の出力側には、電圧検出部６および電流検出部７が設けられている。電圧検出部６は、モータ駆動部２からモータ４に印加されるモータ電圧を検出する。電流検出部７は、モータ４に流れるモータ電流を検出する。電圧検出部６で検出されたモータ電圧と、電流検出部７で検出されたモータ電流とは、それぞれ制御部１へ入力される。

【0024】

モータ４には、角度検出部８が付設されている。この角度検出部８は、たとえばパルスエンコーダから構成されており、モータ４の回転と同期したパルスを出力する。このパルスの計数値は、バックドア５１が開いたり閉じたりする場合のドア角度を表している。角度検出部８で検出されたドア角度は、制御部１へ入力される。

【0025】

図２は、制御部１の具体的構成の第１実施形態を示している。ここでは、挟み込み検出に関係するブロックのみを図示してある（後述の図５、図７、図９においても同様）。制御部１には、電流補正部１０、差分値算出部１１、微分値算出部１２、乗算器１３、加算器１４、および挟み込み判定部１５が備わっている。

【0026】

電流補正部１０は、モータ電圧の変動に伴うモータ電流の変動を補正する回路であって、図１の電流検出部７で検出されたモータ電流Ｉを、電圧検出部６で検出されたモータ電圧Ｖｄに応じて補正する。補正されたモータ電流Ｉｄは、差分値算出部１１に入力される。

【0027】

差分値算出部１１は、モータ電流Ｉｄの現在値と過去値との差分である、電流差分値ΔＩｄを算出する回路である。詳しくは、図３（ａ）に示すように、差分値算出部１１は、遅延回路１１ａと減算器１１ｂとから構成されている。図３（ｂ）は、モータ電流Ｉｄの時間的変化の様子を示している。差分値算出部１１に入力されるモータ電流Ｉｄ（ｔ）は、図３（ｂ）に示す現在（時刻ｔ）の電流値である。一方、遅延回路１１ａには、図３（ｂ）に示す過去（時刻ｔから所定期間Ｄだけ遡った時刻（ｔ－Ｄ））の電流値Ｉｄ（ｔ－Ｄ）が保持されている。減算器１１ｂは、モータ電流Ｉｄの現在値Ｉｄ（ｔ）から過去値Ｉｄ（ｔ－Ｄ）を減算して、電流差分値ΔＩｄ（ｔ）を算出する。すなわち、
ΔＩｄ（ｔ）＝Ｉｄ（ｔ）－Ｉｄ（ｔ－Ｄ）

【0028】

図２に戻って、差分値算出部１１で算出された電流差分値ΔＩｄは、加算器１４に入力されるとともに、微分値算出部１２に入力される。微分値算出部１２は、電流差分値ΔＩｄを時間で微分して、電流差分値の微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔを算出する。算出された微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔは、乗算器１３に入力される。乗算器１３は、微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔに所定の係数ａを乗じて、ａ×ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔの演算を行う。なお、係数ａの値はａ＝１が原則であるが、実際には、挟み込み検出のテスト過程において、試行錯誤的に最適の値が選定される。本発明における「微分値」には、このような係数ａを乗じた微分値も含まれる。

【0029】

乗算器１３の乗算結果は、加算器１４に入力される。加算器１４は、差分値算出部１１で算出された電流差分値ΔＩｄと、乗算器１３で算出されたａ×ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔとを加算して、ΔＩｄ＋［ａ×ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ］を算出する。この算出値は、挟み込み判定部１５に入力され、挟み込み有無の判定の基礎となるものであるが、以下では簡単のためにａ＝１とし、挟み込み判定部１５は、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔに基づいて挟み込みの有無を判定するものとする。

【0030】

詳しくは、挟み込み判定部１５は、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ（すなわち電流差分値と、電流差分値の微分値との和）を、あらかじめ設定された閾値Ｔｈと比較する。そして、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ＞Ｔｈであれば、挟み込みが発生したと判定し、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ≦Ｔｈであれば、挟み込みが発生していないと判定する。あるいは、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ≧Ｔｈであれば、挟み込みが発生したと判定し、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ＜Ｔｈであれば、挟み込みが発生していないと判定してもよい。

【0031】

図４は、本発明による挟み込み検出の手法を説明する図である。図４では、バックドア５１において挟み込みが発生した場合の、各種のパラメータＧ１～Ｇ４の変化が示されている。Ｇ１は、差分値算出部１１で算出された、モータ電流の差分値ΔＩｄの変化を表している。Ｇ２は、微分値算出部１２で算出された、差分値の微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔの変化を表している。Ｇ３は、Ｇ１＋Ｇ２、つまり差分値と微分値との加算値ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔを表している。Ｇ４は、バックドア５１に撓みがない場合のモータ電流の差分値であって、図１６において破線で示したものと同じである。

【0032】

図４からわかるように、Ｇ１のモータ電流の差分値ΔＩｄを閾値Ｔｈと比較する従来の手法では、図１６でも説明したように、差分値ΔＩｄの変化が緩やかなために、挟み込みの検出時点ｔｂが遅れることになる。これに対して、本発明の場合は、Ｇ１の差分値ΔＩｄに、Ｇ２の微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔを加算することで、加算値であるＧ３のΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔは、Ｇ１の差分値ΔＩｄに比べ変化の度合いが大きくなって、立ち上がりが急峻になる。したがって、この加算値Ｇ３を閾値Ｔｈと比較することで、Ｇ３が閾値Ｔｈに到達するまでの時間が短縮される結果、従来の挟み込み検出時点ｔｂよりも早い時点ｔｃで、挟み込みを検出することが可能となる。

【0033】

挟み込み判定部１５は、挟み込みの有無に応じた判定結果を出力する。判定結果が「挟み込み有」の場合、制御部１は、モータ駆動部２に対して、モータ４を停止または逆転させるための制御信号を出力する。モータ駆動部２は、この制御信号を受けてモータ４を停止または逆転させる。これによって、バックドア５１が停止し、またはバックドア５１が逆方向へ反転する結果、障害物による挟み込み状態が解消される。

【0034】

なお、図２に示すように、挟み込み判定部１５には、角度検出部８で検出されたバックドア５１のドア角度が入力される。これは、バックドア５１が図１１の全閉位置５１ａに至ると、モータ４のトルクとともにモータ電流が急増して、挟み込みが発生した場合と同じ状態になるので、挟み込みの誤判定を防止するためである。すなわち、挟み込み判定部１５は、モータ電流の差分値とその微分値との加算値が閾値Ｔｈに達しても、バックドア５１が全閉位置５１ａにあれば、挟み込みが発生したとは判定しない。

【0035】

図５は、制御部１の具体的構成の第２実施形態を示している。制御部１には、図２（第１実施形態）と同様に、電流補正部１０、差分値算出部１１、微分値算出部１２、乗算器１３、加算器１４、および挟み込み判定部１５が備わっているが、電流差分値や差分値の微分値の演算内容が、図２の場合と異なっている。以下、具体的に説明する。

【0036】

図２の場合は、図３で説明したように、差分値算出部１１は、モータ電流Ｉｄの時刻ｔにおける現在値Ｉｄ（ｔ）から、時刻ｔ－Ｄにおける過去値Ｉｄ（ｔ－Ｄ）を減算して、電流差分値ΔＩｄ（ｔ）を算出した。これに対して、図５においては、図６に示すように、差分値算出部１１は、時刻の代わりにバックドア５１の位置を用い、位置ｎにおけるモータ電流Ｉｄの現在値Ｉｄ（ｎ）から、位置ｎ－Ｄにおける過去値Ｉｄ（ｎ－Ｄ）を減算して、電流差分値ΔＩｄ（ｎ）を算出する。なお、ここでいう位置は、図１の角度検出部８で検出されるバックドア５１のドア角度（前述したパルスの計数値）に対応した値である。

【0037】

また、図２の場合は、微分値算出部１２が、電流差分値ΔＩｄを時間で微分して微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔを算出したが、図５においては、微分値算出部１２は、電流差分値ΔＩｄを位置で微分して、微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎを算出する。したがって、乗算器１３においては、この微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎに係数ａを乗じる演算が行われる。また、加算器１４においては、差分値算出部１１で算出された電流差分値ΔＩｄと、乗算器１３で算出されたａ×ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎとを加算する演算が行われる。したがって、ａ＝１として、挟み込み判定部１５は、ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎを閾値Ｔｈと比較して、挟み込みの有無を判定する。

【0038】

以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、モータ電流の差分値ΔＩｄに、差分値の微分値ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎを加算することで、この加算値ΔＩｄ＋ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎは、差分値ΔＩｄに比べて変化の度合いが大きくなる。したがって、当該加算値を閾値Ｔｈと比較することにより、従来の挟み込み検出時点よりも早い時点で、挟み込みを検出することが可能となり、挟み込み検出までの時間を短縮することができる。

【0039】

図７は、制御部１の具体的構成の第３実施形態を示している。制御部１には、図２（第１実施形態）と同様に、差分値算出部１１、微分値算出部１２、乗算器１３、加算器１４、および挟み込み判定部１５が備わっているが、図２の電流補正部１０の替わりに、速度補正部１６が設けられている。また、差分値や差分値の微分値の演算内容が、図２の場合と異なっている。図２においては、モータ電流Ｉに基づいて、電流の差分値や差分値の微分値を演算したが、図７においては、モータ速度Ｒ（モータ４の回転速度）に基づいて、速度の差分値や差分値の微分値を演算する。以下、具体的に説明する。

【0040】

速度補正部１６は、モータ電圧の変動に伴うモータ速度の変動を補正する回路であって、図示しない速度検出部で検出されたモータ速度Ｒを、図１の電圧検出部６で検出されたモータ電圧Ｖｄに応じて補正する。補正されたモータ速度Ｒｄは、差分値算出部１１に入力される。

【0041】

差分値算出部１１は、モータ速度Ｒｄの現在値と過去値との差分である、速度差分値ΔＲｄを算出する回路である。詳しくは、図８（ａ）に示すように、差分値算出部１１は、遅延回路１１ａと減算器１１ｂとから構成されている。図８（ｂ）は、モータ速度Ｒｄの時間的変化の様子を示している。図３（ｂ）と比較すれば明らかなように、モータ速度Ｒｄはモータ電流Ｉｄと逆の変化を示す。

【0042】

差分値算出部１１に入力されるモータ速度Ｒｄ（ｔ）は、図８（ｂ）に示す現在（時刻ｔ）の速度値である。一方、遅延回路１１ａには、図８（ｂ）に示す過去（時刻ｔから所定期間Ｄだけ遡った時刻（ｔ－Ｄ））の速度値Ｒｄ（ｔ－Ｄ）が保持されている。減算器１１ｂは、モータ速度Ｒｄの過去値Ｒｄ（ｔ－Ｄ）から現在値Ｒｄ（ｔ）を減算して、速度差分値ΔＲｄ（ｔ）を算出する。すなわち、
ΔＲｄ（ｔ）＝Ｒｄ（ｔ－Ｄ）－Ｒｄ（ｔ）

【0043】

図７に戻って、差分値算出部１１で算出された速度差分値ΔＲｄは、加算器１４に入力されるとともに、微分値算出部１２に入力される。微分値算出部１２は、速度差分値ΔＲｄを時間で微分して、速度差分値の微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔを算出する。算出された微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔは、乗算器１３に入力され、係数ａ（ここではａ＝１）が乗じられる。加算器１４は、差分値算出部１１で算出された速度差分値ΔＲｄと、乗算器１３で算出されたｄ（ΔＲｄ）／ｄｔとを加算して、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔを算出する。この算出値は、挟み込み判定部１５に入力される。

【0044】

挟み込み判定部１５は、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ（すなわち速度差分値と、速度差分値の微分値との和）を、あらかじめ設定された閾値Ｔｈと比較する。そして、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ＞Ｔｈであれば、挟み込みが発生したと判定し、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ≦Ｔｈであれば、挟み込みが発生していないと判定する。あるいは、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ≧Ｔｈであれば、挟み込みが発生したと判定し、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ＜Ｔｈであれば、挟み込みが発生していないと判定してもよい。

【0045】

以上のような第３実施形態においても、モータ速度の差分値ΔＲｄに、差分値の微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔを加算することで、この加算値ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔは、差分値ΔＲｄに比べて変化の度合いが大きくなる。したがって、当該加算値を閾値Ｔｈと比較することにより、従来の挟み込み検出時点よりも早い時点で、挟み込みを検出することが可能となり、挟み込み検出までの時間を短縮することができる。

【0046】

図９は、制御部１の具体的構成の第４実施形態を示している。制御部１には、図７（第３実施形態）と同様に、速度補正部１６、差分値算出部１１、微分値算出部１２、乗算器１３、加算器１４、および挟み込み判定部１５が備わっているが、速度差分値や差分値の微分値の演算内容が、図７の場合と異なっている。以下、具体的に説明する。

【0047】

図７の場合は、図８で説明したように、差分値算出部１１は、モータ速度Ｒｄの時刻ｔ－Ｄにおける過去値Ｒｄ（ｔ－Ｄ）から、時刻ｔにおける現在値Ｒｄ（ｔ）を減算して、速度差分値ΔＲｄ（ｔ）を算出した。これに対して、図９においては、図１０に示すように、差分値算出部１１は、時刻の代わりにバックドア５１の位置を用い、位置ｎ－Ｄにおけるモータ速度Ｒｄの過去値Ｒｄ（ｎ－Ｄ）から、位置ｎにおける現在値Ｒｄ（ｎ）を減算して、速度差分値ΔＲｄ（ｎ）を算出する。ここでいう位置も、第２実施形態と同様に、バックドア５１のドア角度（角度検出部８のパルス計数値）に対応した値である。

【0048】

また、図７の場合は、微分値算出部１２が、速度差分値ΔＲｄを時間で微分して微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔを算出したが、図９においては、微分値算出部１２は、速度差分値ΔＲｄを位置で微分して、微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎを算出する。したがって、乗算器１３においては、この微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎに係数ａ（ここではａ＝１）を乗じる演算が行われる。また、加算器１４においては、差分値算出部１１で算出された速度差分値ΔＲｄと、乗算器１３で算出されたｄ（ΔＲｄ）／ｄｎとを加算する演算が行われる。したがって、挟み込み判定部１５は、ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎを閾値Ｔｈと比較して、挟み込みの有無を判定する。

【0049】

以上のような第４実施形態においても、第３実施形態と同様に、モータ速度の差分値ΔＲｄに、差分値の微分値ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎを加算することで、この加算値ΔＲｄ＋ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎは、差分値ΔＲｄに比べて変化の度合いが大きくなる。したがって、当該加算値を閾値Ｔｈと比較することにより、従来の挟み込み検出時点よりも早い時点で、挟み込みを検出することが可能となり、挟み込み検出までの時間を短縮することができる。

【0050】

上述したように、本発明においては、モータ４の電流または速度の現在値と過去値との差分を算出する差分値算出部１１と、この差分値算出部１１で算出された差分値の微分値を算出する微分値算出部１２と、これらの差分値と微分値とを加算する加算部１４とを設け、差分値＋微分値を閾値Ｔｈと比較することにより、バックドア５１における挟み込みの有無を判定している。このため、挟み込みによってバックドア５１に撓みが生じる場合であっても、差分値のみを用いて挟み込みの有無を判定する従来の方式に比べて、挟み込みを迅速に検出することが可能となる。

【0051】

本発明では、上述した実施形態以外にも、種々の実施形態を採用することが可能である。たとえば、図２や図５においては、モータ電流の差分値とその微分値とを加算し、当該加算値を閾値と比較して、挟み込みの有無を判定したが、モータ電流に代えてモータトルクを用いてもよい。すなわち、「モータトルク＝モータ電流×トルク定数」が成立する場合、モータトルクはモータ電流と比例関係にあるため、モータ電流の差分値の代わりに、モータトルクの差分値を算出し、当該差分値とその微分値とを加算した値を、閾値と比較することにより、挟み込みの有無を判定することができる。

【0052】

また、上述した実施形態では、バックドア５１に対して１つのモータ４を設けた例を挙げたが、バックドア５１の左右両側にそれぞれモータを設けてもよい。この場合、バックドア制御装置１００は、２つのモータのそれぞれに対応して設けられる。なお、バックドア５１の左右両側をモータで駆動すれば、片側だけをモータで駆動する場合と比べて、挟み込み発生時のバックドア５１の撓み量は減少するが、それでも撓みを完全になくすことはできないので、依然として解決すべき課題は残る。

【0053】

さらに、上述した実施形態では、開閉体として車両のバックドアを例に挙げたが、本発明は、一端が回転軸に支持され、モータにより回転軸を中心にして回転する回転形開閉体であれば、バックドア以外にも適用が可能である。たとえば、車庫に設けられる回転形ゲートの制御などにも、本発明は適用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 制御部
２ モータ駆動部
３ 操作部
４ モータ
５ ドア開閉機構
６ 電圧検出部
７ 電流検出部
８ 角度検出部
１０ 電流補正部
１１ 差分値算出部
１２ 微分値算出部
１３ 乗算器
１４ 加算器
１５ 挟み込み判定部
５０ 車両
５１ バックドア（開閉体）
１００ バックドア制御装置（開閉体制御装置）
Ｉ モータ電流
Ｒ モータ速度
ΔＩｄ モータ電流の差分値
ΔＲｄ モータ速度の差分値
ｄ（ΔＩｄ）／ｄｔ、ｄ（ΔＩｄ）／ｄｎ 電流差分値の微分値
ｄ（ΔＲｄ）／ｄｔ、ｄ（ΔＲｄ）／ｄｎ 速度差分値の微分値
Ｔｈ 閾値
Ｐ、Ｑ 障害物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】