[0001] 本发明涉及移动体移动装置的技术。

[0002] 通过驱动部的驱动而进行移动的移动体例如在车辆中使用的后部门那样以进行规定的动作的方式被控制。

[0003] 作为进行这样的动作的装置，公开了通过CPU等控制单元使对被驱动体进行驱动的马达以目标速度进行工作的马达控制装置(例如，参照专利文献1)。

[0004] 在这样的装置中，通过旋转传感器等检测部检测到的信息来确定移动体的移动速度、位置，基于该确定的移动体的移动速度、位置而控制部控制驱动部的驱动。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2006-333691号公报

[0028] 接下来，关于本发明的一实施方式的移动体移动装置1，使用图1至图9进行说明。

[0029] 需要说明的是，关于以下的说明，为了简便起见，通过图1至图4中所示的箭头的方向，规定并记述车辆100的上下方向、前后方向及左右方向。

[0030] [移动体移动装置1的结构]

[0031] 首先，关于移动体移动装置1的结构，使用图1至图5进行说明。

[0032] 本实施方式的移动体移动装置1通过具备电动马达的驱动部，使作为对象物的移动体沿规定方向移动。

[0033] 作为这样的移动体移动装置1的一例，在例如图1所示那样的车辆100的车身101中，可列举将对后背面的开口101a(参照图2)进行开闭的背门102作为移动体，并使该背门102沿上下方向移动(转动)的背门开闭装置。

[0034] 需要说明的是，关于移动体移动装置1的结构，没有限定为本实施方式中的背门开闭装置，例如，也可以采用作为滑动门开闭装置，该滑动门开闭装置使在车身101的侧面设置成能够沿前后方向滑动移动的滑动门开闭。

[0035] 另外，移动体移动装置1可以采用作为将在店铺或车库等结构物设置的卷帘门、拉门、对开门、或者在结构物正面的开口的上方配置的折叠式的檐等设为移动体的开闭装置。

[0036] 即，本发明的实施方式的移动体移动装置1没有限定为上述那样的使背门102开闭的开闭驱动装置，可以适用于使作为移动对象物的物品或结构沿上下方向、左右方向或倾斜方向移动的各种装置。

[0037] 移动体移动装置1主要具备作为移动体的一例的背门102、使背门102移动并开闭的驱动部2、设置于驱动部2的旋转传感器3(参照图4)、及对驱动部2的驱动进行控制的控制部4(参照图2)等。

[0038] 背门102经由铰链等(未图示)能够沿上下方向移动(转动)地设置于车身101后部的上端部。

[0039] 并且，背门102以上端部为中心转动，由此能够在关闭位置(参照图2)与打开位置(参照图3)之间变化。

[0040] 如图2所示，驱动部2具有电动马达21、离合器22、臂23及杆24等。

[0041] 电动马达21基于来自控制部4的控制信号，生成用于使背门102向打开方向或关闭方向转动的驱动力。

[0042] 由电动马达21生成的驱动力能够经由离合器22向臂23传递。

[0043] 离合器22构成为，基于来自控制部4的控制信号，能够在将来自电动马达21的驱动力向臂23传递的连接状态与将来自电动马达21的驱动力不向臂23传递的切断状态之间切换。

[0044] 臂23将一端部能够转动地支承于车身101，通过将来自电动马达21的驱动力经由离合器22传递而以一端部为中心向转动方向被驱动。

[0045] 杆24将一端部能够转动地连结于臂23的另一端部，将另一端部能够转动地支承于背门102。

[0046] 并且，如图2所示，在背门102处于关闭位置时，臂23及杆24位于车身101内。

[0047] 从该状态将离合器22切换为连接状态，并将电动马达21朝着背门102向打开方向转动的方向驱动时，臂23向图2中的逆时针方向转动，杆24将背门102向打开方向推起。

[0048] 背门102被杆24推起，由此如图3所示变化为打开位置。

[0049] 另一方面，如图3所示，在背门102处于打开位置的状态下，将离合器22切换为连接状态，并将电动马达21朝着背门102向关闭方向转动的方向驱动时，臂23向图3中的顺时针方向转动，杆24拉拽背门102而使其向关闭方向转动。

[0050] 背门102通过向关闭方向转动而如图2所示变化为关闭位置。

[0051] 驱动部2也可以是如下驱动机构：具备主体筒部、滑动筒部、马达、主轴、主轴螺母、施力构件等，主体筒部、马达、主轴及施力构件构成驱动主体部，滑动筒部、主轴螺母构成进退部。在使用该驱动机构作为驱动部2的情况下，主体筒部将一端部侧能够回旋地固定于车辆等的基体，另一端部侧开口。该主体筒部以滑动筒部从主体筒部201的另一端部侧露出没入的方式沿长度方向能够滑动移动地配置于内侧。

[0052] 在车身101与背门102之间设有减振器5。

[0053] 减振器5是通过封入于管51的内部的压缩气体向杆52施加作用力的结构，对背门102朝着向上方推起的方向施力。

[0054] 并且，在通过电动马达21的驱动力使背门102向打开方向转动时，通过减振器5的作用力能够减轻电动马达21的负担。

[0055] 另外，在将离合器22切换为切断状态时，通过减振器5的作用力能够将背门102维持在打开位置。在本实施方式中，在车辆的一方侧设置驱动部2，在另一方侧设置减振器5，但也可以在车辆的两侧设置驱动部2。而且，在本实施方式中，减振器5使用气体减振器，但是只要具有能够支承背门102的作用力即可，没有限定为气体减振器。

[0056] 旋转传感器3是用于检测背门102的移动的传感器，对背门102的实际速度(开闭速度)、移动方向及位置进行检测。

[0057] 例如图4所示，旋转传感器3由在电动马达21的驱动轴21a固定的多极磁化磁铁3A、及在多极磁化磁铁3A的旋转轨道的附近相互具有90度的相位差地配置的两个霍尔IC3B、3B(图4为概略图，因此仅记载一个霍尔IC)构成。

[0058] 并且，当电动马达21工作而驱动轴21a旋转时，相互错开90度相位的脉冲信号以与驱动轴21a的转速相对应的周期从各个霍尔IC3B被输出。

[0059] 从各霍尔IC3B输出的脉冲信号向控制部4传送。

[0060] 并且，被输入了脉冲信号的控制部4基于该脉冲信号的周期，检测电动马达21的旋转速度，即背门102的实际速度。

[0061] 另外，控制部4基于从各霍尔IC3B输入的脉冲信号的出现时刻，检测电动马达21的旋转方向，即背门102的移动方向。

[0062] 此外，以背门102成为基准位置(关闭位置P1或打开位置P2)的时刻为起点而对脉冲信号进行累计，从而检测背门102的位置。

[0063] 在此，如图2所示，“关闭位置P1”是指背门102成为完全关闭的“关闭位置”的状态的位置。而且，“打开位置P2”是指背门102成为完全打开的“打开位置”的状态的位置。

[0064] 需要说明的是，关于旋转传感器3的结构，没有限定为本实施方式，也可以由例如旋转变压器或回转式编码器等构成。而且，也可以利用接近传感器、过电流位移传感器、光电传感器或激光传感器等构成旋转传感器3。

[0065] 控制部4由微型计算机构成，如图5所示，构成为包括与旋转传感器3电连接的信号输入部41、与电动马达21电连接的信号输出部42、以及与上述的信号输入部41及信号输出部42电连接并基于从信号输入部41输入的信号而执行了运算处理之后将基于运算结果的信号向信号输出部42输出的控制信号运算部43等。

[0066] 在控制信号运算部43预先保存有用于执行作为反馈控制的一种的PI(Proportional Integral：比例积分)控制的程序、及与背门102的目标速度相关的数字映射。

[0067] 在此，所述数字映射是构成根据移动的背门102的位置而预先确定了背门102的移动速度的“目标移动速度规则”的映射，以控制信号运算部43基于上述的程序及数字映射而执行运算处理的方式设定。

[0068] 另外，信号输出部42通过PWM电路、及由PWM电路驱动的功率半导体组成的马达驱动电路等构成，基于从控制信号运算部43输入的信号，使PWM电路的占空比可变，由此控制电动马达21的旋转速度。

[0069] 并且，向信号输入部41输入从旋转传感器3输出的脉冲信号，该信号输入部41基于输入的脉冲信号，将分别表示背门102的实际速度及位置的实际速度信号及位置信号向控制信号运算部43输出。

[0070] 输入了从信号输入部41输出的实际速度信号及位置信号的控制信号运算部43基于这些信号，算出为了使背门102的实际速度达到该位置处的目标速度而对于电动马达21应输出的控制信号。

[0071] 具体而言，控制信号运算部43基于预先保存的程序及数字映射而执行运算处理，输出与背门102的目标速度对应的基准信号加减了校正量后的信号作为控制信号，该校正量是将背门102的实际速度与目标速度之差乘以规定的比例项常数而得到的校正量。

[0072] 并且，输入了从控制信号运算部43输出的控制信号的信号输出部42基于该控制信号，使PWM电路的占空比可变，对电动马达21的旋转速度进行控制。

[0073] [移动体移动装置1的速度控制方法]

[0074] 接下来，在本实施方式的移动体移动装置1中，关于进行背门102的开闭动作时的该背门102的速度控制方法，使用图2、及图6至图9进行说明。

[0075] 例如图2所示，在移动体移动装置1中，在使背门102从关闭位置P1向打开位置P2移动而进行该背门102的打开动作的情况下，背门102的移动速度由控制部4如以下那样控制。

[0076] 即，如图6所示，在背门102从关闭位置P1到达朝向打开位置P2侧分离了规定距离的位置X1之前期间，背门102的移动速度以通过恒定的加速度逐渐上升的方式由控制部4控制。

[0077] 另外，在背门102到达了位置X1之后，在从打开位置P2到达朝向关闭位置P1侧分离了规定距离的位置X2之前期间，该背门102的移动速度以成为预先确定的速度V1的方式由控制部4控制。

[0078] 并且，在背门102到达了位置X2之后，在到达打开位置P2之前期间，该背门102的移动速度以通过恒定的减速度(负值的加速度)逐渐下降的方式由控制部4控制。

[0079] 需要说明的是，在使背门102从打开位置P2向关闭位置P1移动而进行该背门102的关闭动作的情况下，与进行上述的背门102的打开动作的情况相比，仅背门102的移动方向不同，基于控制部4的移动速度的速度控制方法大致相同，因此说明的记载省略。

[0080] 这样的通过控制部4进行的背门102的移动速度的速度控制方法如前所述通过基于PI控制的反馈控制执行。

[0081] 具体而言，如图5及图7所示，输入了来自旋转传感器3的脉冲信号的信号输入部41对该脉冲信号进行转换，算出移动体即背门102的实际速度(PV)及位置作为移动体信息。

[0082] 并且，信号输入部41将分别表示上述的背门102的实际速度(PV)及位置的实际速度信号及位置信号向控制信号运算部43输出。

[0083] 输入了来自信号输入部41的实际速度信号及位置信号的控制信号运算部43基于预先保存的数字映射(目标移动速度规则)，算出与输入的位置信号对应的目标速度(SV)，导出该目标速度(SV)和与输入的实际速度信号对应的实际速度(PV)的偏差(En)。

[0084] 然后，控制信号运算部43算出与在一控制周期前导出的偏差(E n-1)的差值(En-En-1)，将该差值(En-En-1)乘以比例项常数Kp，导出与偏差成比例的校正量P。

[0085] 另外，另一方面，控制信号运算部43将控制周期(TS)除以积分时间(TI)，将其乘以目标速度(SV)与实际速度(PV)的偏差(En)，导出与偏差的时间积分成比例的校正量I。

[0086] 并且，控制信号运算部43将一控制周期前的控制信号(对于电动马达21应输出的操作量)(MVN-1)加上校正量P及校正量I而导出控制信号(MVN)，将该控制信号(MVN)向信号输出部42输出。

[0087] 然后，输入了来自控制信号运算部43的控制信号(MVN)的信号输出部42基于该控制信号(MVN)，以可变的占空比为输出值向电动马达21输出，控制该电动马达21的旋转速度。

[0088] 由此，在基于控制部4的PI控制中，一控制周期的动作完成，然后，在背门102到达打开位置P2之前期间，上述的一控制周期的动作反复执行。

[0089] 这样，在本实施方式中，成为如下结构：基于根据背门102的位置而预先确定了该背门102的移动速度的数字映射(目标移动速度规则)，通过控制部4来控制驱动部2的驱动即电动马达21的旋转速度。

[0090] 另外，通过进行上述的基于PI控制的反馈控制，背门102的移动速度以成为更近似于数字映射(目标移动速度规则)的理想的速度的方式由控制部4控制。

[0091] 然而，如前所述，设置于驱动部2的旋转传感器3由在电动马达21的驱动轴21a固定的多极磁化磁铁3A及在多极磁化磁铁3A的旋转轨道的附近配置的两个霍尔IC3B、3B构成，通过两个霍尔IC3B、3B，每规定时间地检测进行往复移动(在本实施方式中为旋转移动)的多极磁化磁铁3A。

[0092] 换言之，旋转传感器(传感器)3由伴随着驱动部2的驱动(即，电动马达21中的驱动轴21a的旋转)而往复移动(旋转移动)的多极磁化磁铁(被检测部)3A和在规定时间内检测多极磁化磁铁3A的霍尔IC(检测部)3B构成，控制部4基于从利用霍尔IC3B检测多极磁化磁铁3A起至接下来检测多极磁化磁铁3A为止的时间来运算背门(移动体)102的速度。

[0093] 因此，例如，有时在进行打开动作的背门102到达打开位置P2的附近且电动马达21的旋转速度被减速至极慢的旋转速度的情况下，在某时刻多极磁化磁铁3A由霍尔IC3B检测之后，在下一时刻来不及检测多极磁化磁铁3A，尽管电动马达21进行驱动但是误判断为停止。

[0094] 在这样的误判断产生的情况下，控制部4为了使背门102的实际速度(PV)从因误判断而看作为停止的状态接近于目标速度(SV)，对占空比进行变更而将电动马达21的旋转速度超出必要地加速，在通过加速而霍尔IC3B成为了能够检测多极磁化磁铁3A的状态时，对占空比进行变更而抑制电动马达21的旋转速度，使背门102的实际速度(PV)减速。

[0095] 并且，在背门102的实际速度(PV)再次变慢的情况下，反复进行电动马达21的旋转速度的加速和减速，在打开位置P2的附近以低速进行移动的背门102产生称为“抖动”的现象。

[0096] 根据这样的情况，在本实施方式的移动体移动装置1中，如图8所示，作为在背门102开始产生“抖动”的移动速度，预先设定规定速度(以下，记载为“抖动速度Vp”)。

[0097] 并且，在背门102以比抖动速度Vp快的速度移动的“高速区域”中，将基于来自旋转传感器3的移动体信息的背门102的实际速度(PV)与基于数字映射(目标移动速度规则)而导出的目标速度(SV)进行比较，以使实际速度(PV)与目标速度(SV)一致的方式，通过控制部4控制所述驱动部的驱动(即，电动马达21的旋转速度)。

[0098] 具体而言，在进行例如背门102的打开动作的情况下，在减速区域X2-P2中达到以速度Vp以下的速度移动的“低速区域”之前，如图7所示，以使利用旋转传感器3实际检测的实际速度(PV)与目标速度(SV)一致的方式，通过控制部4对电动马达21的旋转速度进行反馈控制。

[0099] 另一方面，在背门102以抖动速度Vp以下的速度移动的“低速区域”中，将通过作为低速移动速度规则而预先确定的程序导出的预测实际速度(PVa)与基于被变更的目标移动速度规则导出的预测目标速度(SVa)进行比较，由控制部4控制驱动部2的驱动(即，电动马达21的旋转速度)。

[0100] 具体而言，在背门102的实际速度(PV)成为抖动速度Vp以下的低速度区域中，首先，利用预先确定的运算程序，导出由具有恒定的斜率的一次函数构成的数字映射作为“低速度移动规则”，接下来，将表示“目标移动速度规则”的数字映射变更为具有与所述“低速度移动规则”同等的斜率的一次函数。

[0101] 并且，如图9所示，一边将基于表示“低速度移动规则”的数字映射导出的预测实际速度(PVa)与基于表示变更后的“目标移动速度规则”的数字映射导出的预测目标速度(SVa)进行比较，一边由控制部4对电动马达21的旋转速度进行反馈控制。

[0102] 需要说明的是，在上述的低速度区域中，“一边将预测实际速度(PVa)与预测目标速度(SVa)进行比较一边进行控制。”并非仅是指一边将上述的预测实际速度(PVa)及预测目标速度(SVa)相互比较，一边以使预测实际速度(PVa)与预测目标速度(SVa)一致的方式进行控制。

[0103] 即，如上所述，导出预测实际速度(PVa)的数字映射(低速度移动规则)及导出预测目标速度(SVa)的变更后的数字映射(目标移动速度规则)由相互具有同一斜率的平行的一次函数构成，因此例如也可以一边将上述的预测实际速度(PVa)及预测目标速度(SVa)相互比较，一边以预测实际速度(PVa)与预测目标速度(SVa)的差值始终成为一定的值的方式进行控制。

[0104] 在此，构成作为低速度移动规则的数字映射的一次函数通过预先确定的运算程序如以下那样导出。

[0105] 即，如图8所示，作为即将到达成为打开位置P2的位置Xf之前的背门102的理想的实际速度，预先规定速度Vf，且在背门102到达位置Xp的时间点，在该背门102的移动速度成为了抖动速度Vp的情况下，表示低速度移动规则的一次函数的斜率α被导出作为将速度Vf与抖动速度Vp的差值(Vf-Vp)除以位置Xf与位置Xp的差值(Xf-Xp)而得到的值(α＝(Vf-Vp)/(Xf-Xp))。

[0106] 另外，基于导出的斜率α，表示低速度移动规则的一次函数的截距β1被导出作为速度Vf与将所述斜率α和位置Xf相乘而得到的值的差值(β1＝Vf-α×Xf)。

[0107] 这样，低速度移动规则以背门102的位置为变量X，导出作为由预测实测度(PVa)＝α×X+β1构成的一次函数。

[0108] 另一方面，构成作为变更后的目标移动速度规则的数字映射的一次函数通过预先确定的运算程序如以下那样导出。

[0109] 即，在基于预先保存于控制信号运算部43(参照图5)中的数字映射(变更前的目标移动速度规则)导出的、位置Xp处的背门102的目标速度(SV)为速度Vq(以下，记载为“预测抖动速度Vq”)的情况下，表示变更后的目标移动速度规则的一次函数的斜率α具有与上述的表示低速度移动规则的一次函数同等的斜率α，且一次函数的截距β2被导出作为预测抖动速度Vq与将所述斜率α和位置Xp相乘而得到的值的差值(β2＝Vq-α×Xp)。

[0110] 这样，变更后的目标移动速度规则以背门102的位置为变量X，被导出作为由预测目标速度(SVa)＝α×X+β2构成的一次函数。

[0111] 这样，在本实施方式中，当背门102的实际速度(PV)成为抖动速度Vp以下时，通过预先确定的程序，导出由通过一次函数构成的数字映射组成的低速移动速度规则，而且，基于该低速移动速度规则对目标移动速度规则进行变更，但是没有限定于此。

[0112] 例如，也可以将分别表示新导出的低速移动速度规则及变更后的目标移动速度规则的数字映射预先保存于控制信号运算部43，在背门102的实际速度(PV)成为抖动速度Vp以下的情况下，不是通过规定的程序导出，而是直接调出保存的低速移动速度规则及变更后的目标移动速度规则，进行基于控制部4的反馈控制。

[0113] 另外，在本实施方式中，当背门102的实际速度(PV)成为抖动速度Vp以下时，基于低速移动速度规则对目标移动速度规则进行变更，但是没有限定于此。

[0114] 例如，在高速区域中，在背门102的实际速度(PV)以已经充分近似于目标速度(SV)的状态减速的情况下，表示基于低速移动速度规则而变更后的目标移动速度规则的数字映射由与表示变更前的目标移动速度规则的数字映射大致同等的一次函数构成。

[0115] 在这样的情况下，也可以不用基于低速移动速度规则对目标移动速度规则进行变更而继续采用变更前的目标移动速度规则。

[0116] 另外，在本实施方式中，通过预先确定的程序，导出低速移动速度规则，而且将基于该低速移动速度规则对目标移动速度规则进行变更的时刻设为背门102的移动速度成为抖动速度Vp以下的速度的时间点，但是没有限定于此。

[0117] 例如，也可以在背门102的移动速度即将成为抖动速度Vp以下的速度之前，即，即将一边将预测实际速度(PVa)与预测目标速度(SVa)进行比较一边由控制部4对电动马达21的旋转速度进行控制之前，通过预先确定的程序，导出低速移动速度规则，而且基于该低速移动速度规则对目标移动速度规则进行变更。控制部4使用低速移动速度规则，在低速区域中，能够以基于预测目标速度(SVa)而背门102以与预测目标速度(SVa)相同的减速比例移动的方式控制驱动部2。

[0118] 此外，在本实施方式中，凭借由旋转传感器3检测到的实际速度(PV)，来判断背门102的移动速度是比抖动速度Vp快的速度还是抖动速度Vp以下的速度，但是没有限定于此。

[0119] 例如，也可以在背门102的移动速度成为了抖动速度Vp的情况下，预先掌握向电动马达21施加的电压或电动马达21输出的转矩，凭借上述的电压或转矩，来判断背门102的移动速度是比抖动速度Vp快的速度还是抖动速度Vp以下的速度。

[0120] 或者，也可以根据成为数字映射上的目标速度Vq以下的情况、预先减速到达了预定的位置Xp的情况而判断为“低速区域”，但是更优选将实际速度>目标速度也一并设为判断条件。

[0121] [本实施方式的效果]

[0122] 如以上所述，本实施方式的移动体移动装置1具备背门(移动体)102、使背门102移动而开闭的驱动部2、检测背门102的移动的旋转传感器(传感器)3、及基于根据背门102的位置而预先确定了背门102的移动速度的目标速度(目标移动速度规则)SV来控制驱动部2的驱动(即，电动马达21的旋转速度)的控制部4。

[0123] 并且，控制部4在背门102以比抖动速度(规定速度)Vp快的速度移动的高速区域中，将实际速度(移动体实际速度)(PV)与目标移动速度规则(更具体而言，基于目标移动速度规则导出的目标速度(SV))进行比较，对于驱动部2的驱动即电动马达21的旋转速度，进行使基于来自旋转传感器3的移动体信息的实际速度(PV)与目标速度(SV)一致的反馈控制。

[0124] 另外，控制部4在背门102以抖动速度Vp以下的速度移动的低速度区域中，将预先确定的低速移动速度规则(更具体而言，基于低速移动速度规则导出的预测实际速度(PVa))与所述目标移动速度规则(例如，在本实施方式中，基于变更后的目标移动速度规则导出的预测目标速度(SVa))进行比较，驱动驱动部2的电动马达21。

[0125] 这样，在本实施方式的移动体移动装置1中，在作为移动体的一例的背门102产生“抖动”的低速度区域中，取代基于来自旋转传感器3的移动体信息的实际速度(PV)，将基于低速移动速度规则导出的预测实际速度(PVa)与基于变更后的目标移动速度规则导出的预测目标速度(SVa)进行比较，由此控制驱动部2的驱动(即，电动马达21的旋转速度)。

[0126] 因此，如前所述，以旋转传感器3由利用两个霍尔IC3B、3B每规定时间地检测多极磁化磁铁3A的结构构成的情况为起因，在电动马达21的旋转速度减速至极慢的旋转速度的情况下，尽管驱动但是误判断为停止的情况也不会产生，能够抑制背门102产生“抖动”的情况。

[0127] 标号说明

[0128] 1  移动体移动装置

[0129] 2  驱动部

[0130] 21  电动马达

[0131] 21a  驱动轴

[0132] 22  滚筒

[0133] 3  旋转传感器(传感器)

[0134] 3A  多极磁化磁铁

[0135] 3B  霍尔IC

[0136] 4  控制部

[0137] 41  信号输入部

[0138] 42  信号输出部

[0139] 43  控制信号运算部

[0140] 100  车辆

[0141] 101  车身

[0142] 102  背门

[0143] P1  关闭位置

[0144] P2  打开位置

[0145] SV  目标速度

[0146] SVa  预测目标速度

[0147] PV  实际速度

[0148] PVa  预测实际速度

[0149] Vp  抖动速度

[0150] Vq  预测抖动速度。