JP6851818B2 - 電動スライドドアの挟み込み検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動スライドドアにおける異物の挟み込みを検出する装置に関する。

ワンボックスタイプやミニバンタイプの車両には、後部サイドドアに前後方向のスライドにより開閉するスライドドアが採用されており、オプションまたはグレードによっては標準で、そのスライドドアをモータの駆動力により開閉する機能、いわゆる電動スライドドア（パワースライドドア）が装備されている。

電動スライドドアでは、スライドドアの開閉中（スライド中）に車体とスライドドアとの間に身体や物などの異物を挟み込む可能性があるので、その挟み込みを検出してモータを停止または逆転させる必要がある。挟み込みの検出では、たとえば、モータに流れる電流値が用いられ、その電流値が所定の判定閾値を超えた場合に、挟み込みが発生していると判定される。

特開２０００−１６０９３１号公報

挟み込みにより異物に与えるダメージを小さくするため、判定閾値を低い値に設定して、挟み込みの検出感度を高めることが望まれる。しかしながら、従来、スライドドアの建付けの誤差や各部（スライドドアをスライドさせるためのレール、ローラなど）の経年劣化によるスライドドアの開閉負荷の変動を考慮して、判定閾値が高めの値に設定されており、挟み込みの検出感度が低い。

本発明の目的は、判定閾値を適切に決定して、挟み込みの検出精度の向上を図ることができる、電動スライドドアの挟み込み検出装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る電動スライドドアの制御装置は、車両に搭載されて、モータの駆動力により開閉動作するスライドドアと他部材との間で異物の挟み込みが発生したことを検出する装置であって、モータに供給される電流値を取得する電流値取得手段と、スライドドアが少なくとも挟み込みを発生しないで開閉動作した場合に、その開閉動作中に電流値取得手段により取得された電流値を記憶する電流値記憶手段と、スライドドアの開閉動作中に電流値取得手段により取得される電流値が判定閾値を超えた場合に、挟み込みが発生したと判定する挟み込み判定手段と、挟み込み判定手段による判定対象の開閉動作よりも過去の複数回の開閉動作で電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて判定閾値を決定する閾値決定手段とを含む。

この構成によれば、スライドドアの開閉動作中にモータに供給される電流値が取得され、その開閉動作中に少なくとも挟み込みが発生しなかった場合、当該取得された電流値が電流値記憶手段に記憶される。また、スライドドアの開閉動作中にモータに供給される電流値が判定閾値を超えた場合には、スライドドアと他部材との間で異物の挟み込みが発生したと判定される。そして、挟み込みの判定に用いられる判定閾値は、その判定対象の開閉動作よりも過去の複数回の開閉動作で電流値記憶手段に記憶された電流値に基づいて決定される。

電流値記憶手段に記憶される電流値、つまり少なくとも挟み込みが発生していない正常な開閉動作中に実測により取得される電流値は、スライドドアの建付けの誤差や各部の経年劣化によるスライドドアの開閉負荷の変動が反映された値である。そのため、判定閾値が固定値である場合には、判定閾値をスライドドアの開閉負荷の変動を考慮した高めの値に設定する必要があるのに対し、電流値記憶手段に記憶されている電流値に基づいて判定閾値を決定する構成では、その必要がない。よって、判定閾値を適切に決定することができ、これにより、挟み込みの検出精度の向上を図ることができる。

閾値決定手段は、挟み込み判定手段による判定対象の開閉動作よりも過去の複数回の開閉動作で電流値記憶手段に記憶された電流値に基づく値に、スライドドアのスライド方向の水平に対する傾きに基づく値を加減することにより、判定閾値を決定してもよい。

スライドドアのスライド方向が水平に対して傾いている場合、スライドドアの自重による負荷がスライドドアの開閉負荷に加減され、開閉動作中にモータに供給される電流値が増減する。そのため、スライド方向の水平に対する傾きを考慮して判定閾値が決定されることにより、挟み込みの検出精度のさらなる向上を図ることができる。

本発明によれば、挟み込み判定に用いられる判定閾値を適切に決定して、挟み込みの検出精度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る電動スライドドア制御装置が搭載される車両の右側面図である。 スライドドアの開閉動作の制御に関する電気的構成を示すブロック図である。 スライドドアの開閉動作時におけるドアモータの回転速度および回転加速度、ならびにドアモータに供給される電流値の変化を示すグラフである。 電流履歴を更新するか否かを決定する処理の流れを示すフローチャートである。 挟み込み判定閾値の設定などに使用される補正係数の設定例を示す表である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動スライドドア制御装置が搭載される車両１の右側面図である。

車両１は、たとえば、ミニバンタイプの自動車である。図１には、車両１の右側面のみが示されているが、車両１の左右の両側面には、フロントドア開口２およびリヤドア開口３が形成されており、そのフロントドア開口２およびリヤドア開口３をそれぞれ開閉するヒンジドア４およびスライドドア５が設けられている。

ヒンジドア４は、その前端部に配置されたヒンジを支点とする揺動により、フロントドア開口２を開閉する。スライドドア５は、図１に二点鎖線と実線とで示されるように、前後方向のスライドにより、リヤドア開口３を開閉する。ヒンジドア４の外表面には、ヒンジドア４を開閉するために操作されるアウトドアハンドル６が設けられている。また、スライドドア５の外表面には、スライドドア５を開閉するために操作されるアウトドアハンドル７が設けられている。

なお、図示されないが、ヒンジドア４およびスライドドア５の車室内側の面にも、それぞれヒンジドア４およびスライドドア５を開閉するために操作されるドアハンドル（インドアハンドル）が設けられている。以下の説明において、スライドドア５のアウトドアハンドル７とインドアハンドルとを区別する必要がないので、これらを総称して「ドアハンドル７」という。

＜電動スライドドア＞
図２は、スライドドア５の開閉動作の制御に関する電気的構成を示すブロック図である。

スライドドア５には、電動スライドドア（パワースライドドア）が採用されており、電動開閉のためのドアモータユニット１１が設けられている。ドアモータユニット１１には、たとえば、ドアモータ１２と、ドアモータ１２の動力によりスライドドア５を前後方向にスライドさせるドア駆動機構１３と、スライドドア５の位置を取得するためのドア位置センサ１４と、ドアモータ１２に供給される電流を取得するためのモータ電流センサ１５と、ドアモータ１２の回転速度などを取得するためのモータ回転センサ１６とが備えられている。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。図２には、スライドドア５の開閉動作を制御するためのＥＣＵ（スライドドアＥＣＵ）２１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、複数のＥＣＵが搭載されている。スライドドアＥＣＵ２１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。

スライドドアＥＣＵ２１には、ドア位置センサ１４、モータ電流センサ１５およびモータ回転センサ１６の各検出信号が入力される。

ドア位置センサ１４は、たとえば、スライドドア５の移動に伴って回転する回転体（ローラなど）に関連して設けられ、その回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。スライドドアＥＣＵ２１は、ドア位置センサ１４から入力されるパルス信号の数に基づいて、スライドドア５の位置を取得する。

モータ電流センサ１５は、ドアモータ１２に供給される電流に応じた検出信号を出力する。スライドドアＥＣＵ２１は、モータ電流センサ１５の検出信号からドアモータ１２に流れる電流値を取得する。

モータ回転センサ１６は、ドアモータ１２のロータの回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。スライドドアＥＣＵ２１は、モータ回転センサ１６の検出信号からドアモータ１２の回転数（回転速度）を演算により取得し、さらに、その回転数からドアモータ１２の回転加速度を演算により取得する。

また、スライドドアＥＣＵ２１には、ドアハンドルスイッチ３１、ドア開閉スイッチ３２、ワンタッチスイッチ３３およびキーレススイッチ３４などのオン／オフ信号が入力される。ドアハンドルスイッチ３１、ドア開閉スイッチ３２、ワンタッチスイッチ３３およびキーレススイッチ３４は、いずれもモーメンタリ動作式のスイッチである。

ドアハンドルスイッチ３１は、ユーザによりドアハンドル７（図１参照）を手前に引き寄せる操作（以下、単に「操作」という。）がなされている間はオンに保持され、その操作がなされていない間はオフに保持される。

ドア開閉スイッチ３２は、ユーザが運転席に着座した状態で操作可能な位置に配置されている。ドア開閉スイッチ３２は、スライドドア５の開動作を指示するために押操作される開スイッチと、スライドドア５の閉動作を指示するために押操作される閉スイッチとで構成される。

ワンタッチスイッチ３３は、ドアハンドル７またはドアハンドル７の近傍に配置されている。

キーレススイッチ３４は、キーをキーシリンダに差し込まずにドアのロック（施錠）／アンロック（開錠）を行えるシステム、いわゆるキーフリーシステム（キーレスエントリシステム）における携帯用のリモートコントローラに設けられている。

たとえば、スライドドア５が全閉位置に位置する全閉状態で、ドアハンドル７の操作、または、ドア開閉スイッチ３２の開スイッチ、ワンタッチスイッチ３３もしくはキーレススイッチ３４の押操作がなされると、スライドドアＥＣＵ２１により、ドアモータ１２に流れる電流値およびドアモータ１２の回転加速度などに基づいて、スライドドア５が開動作するように、車両１に搭載されているバッテリからドアモータ１２に供給される電流が制御される。また、スライドドア５が全開位置に位置する全開状態で、ドアハンドル７の操作、または、ドア開閉スイッチ３２の閉スイッチ、ワンタッチスイッチ３３もしくはキーレススイッチ３４の押操作がなされると、スライドドアＥＣＵ２１により、ドアモータ１２に流れる電流値およびドアモータ１２の回転加速度などに基づいて、スライドドア５が閉動作するように、車両１に搭載されているバッテリからドアモータ１２に供給される電流が制御される。

＜挟み込み検出＞
図３は、スライドドア５の開閉動作時におけるドアモータ１２の回転速度および回転加速度、ならびにドアモータ１２に供給される電流値の変化を示すグラフである。

スライドドア５が全開／全閉位置から全閉／全開位置まで開閉動作する場合、ドアモータ１２に供給される電流の立ち上がりに応じて、ドアモータ１２の回転加速度が上昇し、ドアモータ１２が加速する（ドア位置０−Ｐ１）。

ドアモータ１２に供給される電流が一定まで立ち上がると、ドアモータ１２が一定の回転加速度で加速する。ドアモータ１２の加速に伴って、スライドドア５の開閉速度が上昇する（ドア位置Ｐ１−Ｐ２）。

ドアモータ１２の回転速度が所定速度に近づくと、ドアモータ１２の回転速度が一定に保持されるよう、ドアモータ１２に供給される電流値が下げられる（ドア位置Ｐ２−Ｐ３）。

ドアモータ１２の回転速度が所定速度に到達した後、スライドドア５がドア位置Ｐ３−Ｐ４の区間に位置する間は、ドアモータ１２の回転速度が所定速度に保持される。これにより、スライドドア５が一定速度で開閉動作する。

スライドドア５がドア位置Ｐ４に到達すると、ドアモータ１２に供給される電流が下げられる。これにより、ドアモータ１２が減速し、スライドドア５の開閉速度が減速する。スライドドア５が全閉／全開位置Ｐ５に到達すると、ドアモータ１２への電流の供給が停止される。

スライドドア５の開閉動作中に、スライドドア５と他部材（たとえば、ヒンジドア４、Ｂピラーなど）との間で異物の挟み込みが発生した場合、スライドドア５の開閉速度が急減する。これに伴って、ドアモータ１２の回転加速度が図３にハッチングを付して示される領域内の値に変化する。そして、ドアモータ１２の回転加速度の変化に応じて、ドアモータ１２の回転速度が所定速度に保持されるように、ドアモータ１２に供給される電流が増やされるので、その電流値が挟み込み判定閾値（図３にハッチングを付して示される領域の下端の値）を超える。

スライドドア５と他部材との間で異物の挟み込みが発生した場合、ドアモータ１２を停止または逆転させて、それ以上の挟み込みを防止または挟み込みを解除する必要がある。そのため、スライドドア５の開閉動作中は、スライドドアＥＣＵ２１により、モータ電流センサ１５の検出信号からドアモータ１２に流れる電流値が取得されて、その電流値が挟み込み判定閾値を超えているか否かが繰り返し判別される。そして、ドアモータ１２に流れる電流値が挟み込み判定閾値を超えた場合には、ドアモータ１２が停止（または逆転）される。また、挟み込みの発生後、ドアハンドル７の操作などによりスライドドア５の開閉動作の再開が指示されると、スライドドアＥＣＵ２１により、ドアモータ１２への電流の供給が再開される。このとき、スライドドア５が通常よりも低速で開閉動作するよう、ドアモータ１２に供給される電流が制御される（低速モード）。また、スライドドア５の開閉動作に挟み込み以外の異常が発生した場合にも、その異常の解消後は、スライドドア５が低速モードで開閉動作するよう、ドアモータ１２に供給される電流が制御される。

スライドドアＥＣＵ２１では、スライドドア５の開閉動作ごとに、挟み込み判定閾値の計算が行われる。この挟み込み判定閾値の計算のため、スライドドア５の開閉動作（以下、「ＰＳＤ動作」という。）中、スライドドア５が全開位置と全閉位置との間でほぼ等間隔に設定された複数の各位置に位置するときに、ドアモータ１２に供給される電流値が取得される。そして、ＰＳＤ動作と並行して、スライドドアＥＣＵ２１により、図４に示される処理が実行されて、ＰＳＤ動作中に取得される電流値をデータフラッシュに記録するか否かが決定される。データフラッシュには、ＦＩＦＯ（First In First Out）方式により、各位置における電流値が最新に取得されたものから所定のサンプリング数だけ電流履歴として保存される。

図４に示される処理では、スライドドア５が全開／全閉位置に位置する状態からのＰＳＤ動作であるか否かが判別される（ステップＳ１）。

全開／全閉位置からのＰＳＤ動作でない場合（ステップＳ１のＮＯ）、ＰＳＤ動作中に取得される電流値をデータフラッシュに記録しないことが決定される（ステップＳ７）。これにより、データフラッシュに保存されている電流履歴は更新されない。

全開／全閉位置からのＰＳＤ動作である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、スライドドア５が全閉／全開位置に到達するまでの間、挟み込みが発生したか否か（ステップＳ２）、スライドドア５が低速モードで開閉動作しているか否か（ステップＳ３）、および、ＰＳＤ動作中にドアハンドル７の操作などが行われることによりスライドドア５が途中で一時停止保持されたか否か（ステップＳ４）の各判別が繰り返される。

そして、ＰＳＤ動作中に、挟み込みが発生するか（ステップＳ２のＹＥＳ）、スライドドア５が低速モードで開閉動作するか（ステップＳ３のＹＥＳ）、または、スライドドア５が途中で一時停止保持された場合は（ステップＳ４のＹＥＳ）、ＰＳＤ動作中に取得される電流値をデータフラッシュに記録しないことが決定される（ステップＳ７）。したがって、この場合も、データフラッシュに保存されている電流履歴は更新されない。

一方、挟み込みが発生せず（ステップＳ２のＮＯ）、スライドドア５が低速モードで開閉動作せず（ステップＳ３のＮＯ）、かつ、スライドドア５が途中で一時停止保持されずに（ステップＳ４のＮＯ）、スライドドア５が全開／全閉位置から全閉／全開位置まで移動した場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、そのＰＳＤ動作中に取得された各電流値がデータフラッシュに記録されて、データフラッシュに保存されている電流履歴が更新される（ステップＳ６）。

データフラッシュに記録される電流値は、モータ電流センサ１５の検出信号から取得される電流値そのものであってもよいし、モータ電流センサ１５の検出信号から取得される電流値をスライドドアＥＣＵ２１が他のＥＣＵから通信により取得する車両傾き（車両１が所在する路面の勾配）ｇ’に応じて補正した電流値であってもよい。後者の場合、たとえば、次式（１）により求められる電流値Ｅがデータフラッシュに記録されてもよい。

Ｅ＝Ｄ＋ｋ＊ｇ’ ・・・（１）
ただし、Ｄ：モータ電流センサ１５の検出信号から取得される電流値
ｋ：補正係数

なお、車両傾きｇ’は、車両１に搭載されたＧセンサの検出信号から求めることができる。すなわち、Ｇセンサは、たとえば、錘の変位に応じた信号を車両１の加速度に応じた検出信号として出力するものであり、このＧセンサの検出信号から取得される加速度には、車速の変化による加速度成分と、車両傾きｇ’による加速度成分とが含まれる。一方、車速を微分して求められる加速度は、車速の変化による加速度成分のみである。したがって、Ｇセンサの検出信号から取得される加速度と車速の微分値との差を求めることにより、車両傾きｇ’による加速度成分が得られるので、その加速度成分から車両傾きｇ’を算出することができる。

挟み込み判定閾値は、スライドドア５の全開位置と全閉位置との間を複数に分割して得られる複数の各区間で計算される。その計算のため、データフラッシュに保存されている電流値を用いて、各区間における電流値の平均値Ｅａｖｅおよび標準偏差σＥが算出される。そして、スライドドア５の開動作時には、次式（２）に従って、各区間の挟み込み判定閾値Ｓａが算出される。スライドドア５の閉動作時には、次式（３）に従って、各区間の挟み込み判定閾値Ｓａが算出される。

Ｓａ＝Ｅａｖｅ−ｋ＊ｇ’＋４＊σＥ ・・・（２）

Ｓａ＝Ｅａｖｅ−ｋ＊ｇ’−４＊σＥ ・・・（３）

図５は、補正係数ｋの設定例を示す表である。

補正係数ｋは、実験により予め求められた値である。図５に示される設定例では、スライドドア５の開動作時において、車両１が前上がりに傾斜している場合（車両傾きｇ’の値が正である場合）には、補正係数ｋが３．０に設定され、車両１が後上がり（前下がり）に傾斜している場合（車両傾きｇ’の値が負である場合）には、補正係数ｋが４．９に設定される。スライドドア５の閉動作時において、車両１が前上がりに傾斜している場合には、補正係数ｋが４．４に設定され、車両１が後上がりに傾斜している場合には、補正係数ｋが２．５に設定される。

＜作用効果＞
以上のように、ＰＳＤ動作中（スライドドア５の開閉動作中）にドアモータ１２に供給される電流値が取得され、そのＰＳＤ動作中に挟み込みなどが発生せずに、ＰＳＤ動作が正常に終了した場合、当該取得された電流値がスライドドアＥＣＵ２１に内蔵されているデータフラッシュに記憶される。また、ＰＳＤ動作中にドアモータ１２に供給される電流値が挟み込み判定閾値を超えた場合には、スライドドア５と他部材との間で異物の挟み込みが発生したと判定される。そして、挟み込みの判定に用いられる挟み込み判定閾値は、その判定対象のＰＳＤ動作よりも過去の複数回のＰＳＤ動作でデータフラッシュに記憶された電流値（電流履歴）に基づいて決定される。

データフラッシュに記憶される電流値、つまり挟み込みなどが発生していない正常なＰＳＤ動作中に実測により取得される電流値は、スライドドア５の建付けの誤差や各部の経年劣化によるスライドドア５の開閉負荷の変動が反映された値である。そのため、挟み込み判定閾値が固定値である場合には、挟み込み判定閾値をスライドドア５の開閉負荷の変動を考慮した高めの値に設定する必要があるのに対し、データフラッシュに記憶されている電流値に基づいて挟み込み判定閾値を決定する構成では、その必要がない。よって、挟み込み判定閾値を適切に決定することができ、これにより、挟み込みの検出精度の向上を図ることができる。

また、挟み込み判定閾値は、データフラッシュに記憶された電流値に基づく値（平均値Ｅａｖｅ）に、車両傾きｇ’に基づく値を加減することにより決定される。車両１（スライドドア５のスライド方向）が水平に対して傾いている場合、スライドドア５の自重による負荷がスライドドア５の開閉負荷に加減され、ＰＳＤ動作中にドアモータ１２に供給される電流値が増減する。そのため、車両傾きｇ’を考慮して挟み込み判定閾値が決定されることにより、挟み込みの検出精度のさらなる向上を図ることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、スライドドアＥＣＵ２１がそれ単独で１つのＥＣＵとして構成されているが、１つのＥＣＵにスライドドアＥＣＵ２１の機能と他のＥＣＵの機能とが組み込まれてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：車両
５：スライドドア
１２：ドアモータ（モータ）
２１：スライドドアＥＣＵ（挟み込み検出装置、電流値取得手段、挟み込み判定手段、閾値決定手段）

Claims (1)

1. 車両に搭載されて、モータの駆動力により開閉動作するスライドドアと他部材との間で異物の挟み込みが発生したことを検出する装置であって、
   前記モータに供給される電流値を取得する電流値取得手段と、
   前記スライドドアが少なくとも挟み込みを発生しないで開閉動作した場合に、その開閉動作中に前記電流値取得手段により取得された電流値を記憶する電流値記憶手段と、
   前記スライドドアの開閉動作中に前記電流値取得手段により取得される電流値が判定閾値を超えた場合に、挟み込みが発生したと判定する挟み込み判定手段と、
   前記挟み込み判定手段による判定対象の開閉動作よりも過去の複数回の開閉動作で前記電流値記憶手段に記憶された電流値に基づく値に、前記車両の傾きに補正係数を乗じて得た値を加減することにより、前記判定閾値を決定する閾値決定手段とを含む、電動スライドドアの挟み込み検出装置。

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