JP2005170153A - 車両用自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 障害物の有無や障害物がある場合にはその状態や位置に応じてドアを適切に作動させることである。
【解決手段】 ドア１２の内部には駆動ユニットとアームとを備えた車両用自動開閉装置が搭載されており、ドア１２は駆動ユニットの出力がアームによりドア１２の開閉駆動力に変換されることにより自動的に開閉される。駆動ユニットは制御装置により作動制御される電動モータを有しており、ドア１２を自動開閉動作させる際には電動モータは制御装置により自動開閉制御される。また、ドア１２の車外面４２にはドア外側接触センサ４３が設けられており、このドア外側接触センサ４３によりドア１２の車外面４２に寄りかかる人等の障害物が検出されるようになっている。そして、制御装置はドア外側接触センサ４３が障害物を検出したときには異常回避制御を行って電動モータの作動を禁止するようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に設けられた開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。

自動車等の車両にはドア、テールゲート、トランクリッド等の開閉部材が随所に設けられている。乗降用のドアとしてはヒンジ軸を中心として回動することにより開閉するヒンジ式、ガイドレール等に沿って摺動することにより開閉するスライド式、リンク等に支持されてスイングすることにより開閉するスイングアウト式、蛇腹状に折れることにより開閉する折戸式などが知られており、一般の乗用車の乗降用ドアとしては横開きのヒンジ式ドアが多く用いられている。

このようなドアの開閉は、通常、乗員により手動で行われるようになっているので、乗員が荷物を抱えていたり車両が傾斜地に停止していたりするとドアの開閉操作が困難となる場合がある。そこで、車両に自動開閉装置を搭載し、この自動開閉装置によりドアを自動的に開閉するようにした車両が開発されている。

自動開閉装置の駆動源としては電動モータが多く用いられており、この電動モータの出力を減速機構や動力変換機構、リンク機構等を介してドアの開閉駆動力に変換してドアを自動開閉するようにしている。また、電動モータは制御装置に接続されており、制御装置から供給される電流によりその作動が制御されるようになっている。つまり、車両やリモコン等に設けられた開閉スイッチからの開閉指令が入力されると制御装置から電動モータに所定の方向で電流が供給され、この電流により電動モータが作動してドアの自動開閉動作が行われる。また、ドアの開閉方向は電動モータに供給される電流の方向により決定される。一方、ドアが全開位置もしくは全閉位置まで移動した場合や停止指令が入力された場合には電動モータへの電流供給が停止され、これにより電動モータつまりドアの作動が停止する。

このような自動開閉装置では、通常、開閉スイッチが操作されるとドアは全閉位置もしくは全開位置となるまで連続して自動で作動するようになっている。そのため、車両が他の車両に隣接している場合などにドアが開動作するとドアのヒンジとは反対側の端部が隣接する車両に接触する恐れがある。

そこで、たとえば特許文献１〜３に示される車両では、ドアの端部側に超音波センサなどの非接触式のセンサを取り付け、このセンサによりドアの端部と障害物との間隔を検出してドアを隣接する車両に接触する前に停止させるようにしている。
特開昭５７−１９１１２３号公報（第１−６頁、第２−８図） 特開平６−２８６４６１号公報（第２−５頁、第１−５図） 特許第３３００１０５号公報（第５−６頁、第１２図）

しかしながら、このような自動開閉装置では、非接触式センサはドアのヒンジとは反対側の端部に設けられており、その検知方向もドア端部の軌道上に向けられているので、ドアの車外面に寄りかかっている人を検出することができない場合がある。そのため、ドアに人が寄りかかっている状態で開閉スイッチが操作されると、ドアが開動作を開始してしまう恐れがあった。

本発明の目的は、障害物の有無に応じて開閉部材を適切に開閉し得る車両用自動開閉装置を提供することにある。

本発明の車両用自動開閉装置は、車両に設けられた開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記開閉部材を開閉駆動する駆動源と、前記開閉部材の車外面に設けられ、前記車外面に接触する障害物を検出する接触センサと、前記駆動源を作動させて前記開閉部材を開閉動作させる自動開閉制御を行うとともに、前記接触センサにより前記車外面に接触する障害物が検出されたときには異常回避制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記異常回避制御により前記駆動源の作動が禁止されることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記異常回避制御により前記制御手段は警報を発することを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材はヒンジを介して前記車両に取り付けられる横開きドアであることを特徴とする。

本発明によれば、開閉部材の車外面に障害物が接触しているときには制御手段は異常回避制御を行うので、開閉部材の車外面に障害物が接触した状態のまま開閉部材が開動作されることが防止される。したがって、障害物の有無に応じて開閉部材の開閉は適切に行われることになる。

また、本発明によれば、開閉部材の車外面に障害物が接触しているときには異常回避制御により開閉部材の作動は禁止されるので、開動作する開閉部材により障害物が押されることを防止することができる。

さらに、本発明によれば、車外面に障害物が接触しているときには異常回避制御により警報が発せられるので、開閉動作する開閉部材に障害物が接触していることを操作者に認識させて、操作者に開閉部材の適切な操作を促すことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態であるセダンタイプの４ドア乗用車における車両用自動開閉装置を備えた運転席のドア回りを示す斜視図であり、図２は図１に示すドアを車室内側から見た斜視図である。

図１に示すように、車両１１の側部には開閉部材としての乗降用のドア１２が設けられている。このドア１２は車両前方側の端部に設けられた上下２つのヒンジ１３を介して車両１１に取り付けられており、これらのヒンジ１３の回転中心軸を中心として開閉自在となっている。この場合、ヒンジ１３の回転中心軸は車両１１の上下方向に向いており、これによりドア１２は車両１１に対して車幅方向に開く横開きドアとなっている。

図２に示すように、この車両１１には車両用自動開閉装置１４（以下、開閉装置１４とする。）が設けられており、この開閉装置１４によりドア１２を自動的に開閉することができるようになっている。なお、符号１５は車両１１に固定されたストライカ１６に噛み合ってドア１２を全閉位置に保持するラッチ機構であり、ドア１２が開閉装置１４により自動的に開閉される際にはラッチ機構１５はこれに連動するようになっている。

図３は図２に示す車両用自動開閉装置の詳細を示す断面図であり、図４は図３に示す車両用自動開閉装置の制御体系を示すブロック図である。

図３に示すように、開閉装置１４は駆動ユニット２１とアーム２２とを有しており、駆動ユニット２１の出力をアーム２２によりドア１２の開閉駆動力に変換してドア１２を自動開閉動作させるようになっている。

駆動ユニット２１は電動モータ２３と動力変換機構２４とを備えており、ドア１２のアウタパネル１２ａとインナパネル１２ｂとの間つまりドア１２の内部に位置してインナパネル１２ｂに固定されている。この電動モータ２３としては、たとえばブラシ付き直流モータなど、供給される電流に応じて正逆両方向に回転可能なものが用いられている。動力変換機構２４は、たとえばボールねじ機構やラックアンドピニオン機構、セクタギヤ機構等となっており、電動モータ２３が出力する回転運動を略直線往復運動に変換して出力するようになっている。

一方、アーム２２は一旦が駆動ユニット２１の動力変換機構２４に接続されるとともに他端がヒンジ１３に対して平行にずれた位置において車両１１に揺動自在に接続されており、駆動ユニット２１の出力をドア１２の開閉駆動力に変換するリンクを形成している。そして、アーム２２は駆動ユニット２１により略軸方向つまりドア１２の前後方向に沿って揺動駆動されるようになっている。これにより、電動モータ２３が正逆回転すると、ドア１２はアーム２２を介して駆動源である電動モータ２３に開閉駆動されて、図３中実線で示す全閉位置と２点鎖線で示す全開位置との間で自動開閉動作するようになっている。

電動モータ２３には制御手段としての制御装置２５が接続されており、電動モータ２３の作動制御はこの制御装置２５により行われるようになっている。

図４に示すように、制御装置２５は制御回路２６と駆動指令回路２７とモータ駆動回路２８とを有しており、制御回路２５は制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）と、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを備えてマイクロコンピュータとしての機能を有している。

駆動指令回路２７は制御回路２６からの指令信号を受けてモータ駆動回路２８に向けてＰＷＭ制御された駆動信号を出力するようになっており、モータ駆動回路２７としては、たとえばＦＥＴなどのスイッチング素子を４つ用いた所謂Ｈブリッジ回路が用いられている。そして、駆動指令回路２７から所定の２つのスイッチング素子に向けて駆動信号が出力されると車両１１に搭載されたバッテリ等の電源３１から電動モータ２３に所定の方向の直流電流が供給されるようになっている。

また、制御回路２６には操作受信センサ３２や閉位置限界センサ３３、開位置限界センサ３４が接続されている。図１、図２に示すように、操作受信センサ３２は、ドア１２のサッシ部分に設けられており、乗員等が携帯するリモコンスイッチ３５からの動作指令信号を受信し、これを制御回路２６に出力するようになっている。そして、制御回路２６は入力された動作指令信号に基づいて電動モータ２３に直流電流を供給して電動モータ２３の作動を制御するようになっている。つまり、制御装置２５は電動モータ２３を作動させてドア１２を自動的に開閉する自動開閉制御を行うようになっている。

一方、閉位置限界センサ３３と開位置限界センサ３４は、図２に示すように、それぞれ車両１１に設けられており、閉位置限界センサ３３はドア１２が全閉位置となったときに制御回路２６に向けて検出信号を出力し、開位置限界センサ３４はドア１２が全開位置となったときに制御回路２６に向けて検出信号を出力するようになっている。そして、ドア１２が全閉位置にまで移動して閉位置限界センサ３３によりドアが全閉位置となったことが検出されたときには制御装置２５は電動モータ２３への電流供給を停止してその作動を停止させるようになっている。つまり、開いた状態のドア１２が全閉位置にまで移動すると、制御回路２６はこれを認識して電動モータ２３の作動を停止させる。同様に、ドア１２が全開位置にまで移動して開位置限界センサ３４によりドア１２が全開位置となったことが検出されたときには制御装置２５は電動モータ２３への電流供給を停止してその作動を停止させるようになっている。つまり、ドア１２が全開位置にまで移動すると、制御回路２６はこれを認識して電動モータ２３の作動を停止させる。

図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ障害物があるときの開閉装置の制御方法を説明するための説明図であり、この開閉装置１４には各種の障害物センサ、接触センサが設けられ、これらのセンサにより自動開閉動作するドア１２と障害物との接触を防止して安全性を向上させるようにしている。

図１、図２に示すように、ドア１２のアウタハンドル３６の近傍には開方向障害物センサ３７が設けられており、この開方向障害物センサ３７により車両後方側のドア端部の開閉軌道上にある障害物とドア端部との距離が検出されるようになっている。この場合、開方向障害物センサ３７としては、たとえば赤外線を用いたクリアランスソナーが用いられており、その検出信号は制御回路２６に向けて出力されるようになっている。そして、開方向障害物センサ３７によりドア端部と障害物との距離が所定値以下となったことが検出されたときには制御回路２６は電動モータ２３に対する電流供給を停止させるようになっている。つまり、図５（ａ）に示すように、たとえば車両１１に隣接する他の車両等の障害物３８があるときには、開閉装置１４により自動開閉制御されるドア１２と障害物３８との距離が開方向障害物センサ３７により検出され、その距離が所定値以下となったときに電動モータ２３が停止されてドア１２は障害物３８に衝突することなくその手前で停止される。

また、図１と図２に示すように、ドア後方の車外面と車両後方側のドア端部には後方向障害物センサ３９が設けられており、この後方向障害物センサ３９により開いた状態のドア１２に対して車両１１の後方側から接近する障害物４１が検出されるようになっている。この場合、後方向障害物センサ３９としては、たとえば超音波を用いたクリアランスソナーが用いられており、その検出信号は制御回路２６に向けて出力されるようになっている。そして、後方向障害物センサ３９によりドア１２に障害物４１が接近したことが検出されたときには制御回路２６は電動モータ２３に対する電流供給を停止させるようになっている。したがって、図５（ａ）に示すように、開閉装置１４によりドア１２を自動開動作させているときに車両１１の後方側から、たとえば歩行者や自転車、他の車両等の障害物４１が接近した場合には、後方向障害物センサ３９によりこれが検出されてドア１２の自動開動作が停止される。これにより、開動作するドア１２と障害物４１との衝突を防止することができる。

さらに、図１に示すように、ドア１２の車外面４２には車両１１の外側からドア１２に接触する障害物を検出するドア外側接触センサ４３が設けられている。この場合、ドア外側接触センサ４３はドア１２の車両前後方向に伸びる帯状に形成されるとともに車両外部からドア１２に寄り掛かった人等の障害物と接触するように車外面４２の車両上下方向の略中央部に配置されており、その検出信号は制御回路２６に出力向けて出力されるようになっている。そして、ドア外側接触センサ４３によりドア１２の車外面４２に障害物が接触していることが検出されたときには、制御回路２６は電動モータ２３が作動しているときにはその作動を停止させ、電動モータ２３が停止しているときには電動モータ２３の起動を禁止する異常回避制御を行うようになっている。つまり、この場合、異常回避動作により電動モータ２３の作動は禁止される。

ここで、図５（ｂ）に示すように、開方向障害物センサ３７はドア端部と障害物３８との距離を正確に測定するために、その検知方向はドア端部の軌道上に沿って狭く設定されるので、ドア１２の車外面４２の中間部分に寄りかかる人等の障害物４４を検出することができない場合がある。しかし、この開閉装置１４ではドア１２の車外面４２にはドア外側接触センサ４３が設けられているので、開方向障害物センサ３７の検知域外においてドア１２の車外面４２に人等が寄りかかっている場合であっても、これをドア外側接触センサ４３により検出することができる。したがって、ドア１２に人等の障害物４４が接触している際にはリモコンスイッチ３５の開側が押されてもドア１２は自動開動作を開始することがなく、開動作するドア１２により人等の障害物４４が押されることを防止することができる。また、開動作するドア１２の車外面４２に開方向障害物センサ３７の検知域外で障害物４４が接触した場合においてもドア１２の作動が停止されて障害物４４がドア１２に押されることを防止することができる。

このように、この開閉装置１４にはドア１２の車外面４２に接触する障害物を検出するドア外側接触センサ４３が設けられているので、ドア１２に寄りかかった人等の障害物が自動開動作するドア１２により押されることを防止することができる。つまり、障害物の有無や障害物がある場合にはその状態や位置に応じてドア１２を適切に作動させることができる。また、車外面４２に接触する障害物をドア外側接触センサ４３により検出することができるので、開方向障害物センサ３７の検知域をドア端部の軌道上の狭い範囲に設定することができる。したがって、図５（ａ）に示すように、車両１１に隣接する他の車両等の障害物３８のみがあるときには、開方向障害物センサ３７により障害物３８とドア１２との距離は正確に測定され、これによりドア１２の開度を増して乗降性を向上させることができる。

さらに、図２に示すように、ドア１２の車内面４５には車両１１の内側からドア１２に接触する障害物を検出するドア内側接触センサ４６が設けられている。この場合、ドア内側接触センサ４６はドア１２の車両前後方向に伸びる帯状に形成されるとともに車室内側からドア１２に寄り掛かった人や荷物等などの障害物に接触するように車内面４５の車両上下方向の略中央部に配置されており、その検出信号は制御回路２６に向けて出力されるようになっている。そして、ドア内側接触センサ４６によりドア１２の車内面４５に障害物が接触していることが検出されたときには、制御回路２６は電動モータ２３が作動しているときにはその作動を停止させ、電動モータ２３が停止しているときには電動モータ２３の起動を禁止する異常回避制御を行うようになっている。つまり、この場合、異常回避動作により電動モータ２３の作動は禁止される。

したがって、図５（ｃ）に示すように、全閉位置にあるドア１２の車内面４５に人等の障害物４７が寄りかかっている場合にはリモコンスイッチ３５の開側が押されてもドア１２は自動開動作を開始することがない。つまり、ドア１２が不意に自動開動作されることにより車室内側からドア１２に寄りかかっている人等の障害物４７が車外に転落することが防止される。また、図５（ｄ）に示すように、開いた状態にあるドア１２と車両１１との間に人等の障害物４８があるときには、その障害物４８がドア内側接触センサ４６に接触することによりドア１２の自動閉動作が禁止される。つまり、ドア１２が不意に自動閉動作されることによりドア１２と車両１１との間にある人等の障害物４８がドア１２に挟み込まれることを防止することができる。この場合、ドア１２が停止している状態で障害物４８がドア１２の車内面４５に接触しているときにはドア１２つまり電動モータ２３の起動が禁止され、また、閉動作するドア１２が障害物４８に接触した際にはその時点でドア１２つまり電動モータ２３の作動が停止される。

このように、この開閉装置１４にはドア１２の車内面４５に接触する障害物を検出するドア内側接触センサ４６が設けられているので、車室内側から人等の障害物がドア１２に寄りかかった状態でドア１２が自動開閉動作されることを防止することができる。したがって、車室内側からドア１２に寄りかかる人等の障害物がドア１２の自動開動作により転落するのを防止するなど、障害物の有無や障害物がある場合にはその状態や位置に応じてドア１２を適切に作動させることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、開閉部材は車両１１の側部に開閉自在に装着されて横開きするドア１２とされているが、これに限らず、車両後端部に装着されるテールゲートやスライドドア、スイングアウト式のドア、折戸式のドアなど、他のドアとしてもよい。

また、前記実施の形態においては、本装置を運転席のドアに取り付けた場合について説明したが、これに限らず、運転席以外のドアに取り付けても、全てのドアに取り付けてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、駆動ユニット２１はドア１２の内部に配置され、その動力をアーム２２を介してドア１２の開閉駆動力に変換するようにしているが、これに限らず、電動モータ２３の出力によりドア１２を自動的に開閉する構造であれば、他の構造としてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ドア外側接触センサ４３やドア内側接触センサ４６はドア１２の前後方向に伸びる帯状に形成されているが、ドア１２の車外面４２もしくは車内面４５に接触する障害物を検出することができるものであれば、その形状は帯状に限らず他の形状であってもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ドア外側接触センサ４３やドア内側接触センサ４６により障害物が検出されたときには電動モータ２３の作動を禁止するようにしているが、これに限らず、制御装置２５にブザー等を設け異常回避制御として警報を発するようにしてもよい。この場合にあっては、ドア１２の作動を禁止しても禁止しなくてもよい。また、異常回避動作としてドア１２の開閉速度を低下させるなどしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、ドア１２の動作指令はリモコンスイッチ３５により行われるようになっているが、これに限らず、たとえば車両１１やドア１２等に設けられた図示しない開閉スイッチにより行うようにしてもよい。

本発明の一実施の形態であるセダンタイプの４ドア乗用車における車両用自動開閉装置を備えた運転席のドア回りを示す斜視図である。 図１に示すドアを車室内側から見た斜視図である。 図２に示す車両用自動開閉装置の詳細を示す断面図である。 図３に示す車両用自動開閉装置の制御体系を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ障害物があるときの開閉装置の制御方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１１ 車両
１２ ドア
１２ａ アウタパネル
１２ｂ インナパネル
１３ ヒンジ
１４ 車両用自動開閉装置
１５ ラッチ機構
１６ ストライカ
２１ 駆動ユニット
２２ アーム
２３ 電動モータ
２４ 動力変換機構
２５ 制御装置
２６ 制御回路
２７ 駆動指令回路
２８ モータ駆動回路
３１ 電源
３２ 操作受信センサ
３３ 閉位置限界センサ
３４ 開位置限界センサ
３５ リモコンスイッチ
３６ アウタハンドル
３７ 開方向障害物センサ
３８ 障害物
３９ 後方向障害物センサ
４１ 障害物
４２ 車外面
４３ ドア外側接触センサ
４４ 障害物
４５ 車内面
４６ ドア内側接触センサ
４７，４８ 障害物

Claims (4)

1. 車両に設けられた開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
   前記開閉部材を開閉駆動する駆動源と、
   前記開閉部材の車外面に設けられ、前記車外面に接触する障害物を検出する接触センサと、
   前記駆動源を作動させて前記開閉部材を開閉動作させる自動開閉制御を行うとともに、前記接触センサにより前記車外面に接触する障害物が検出されたときには異常回避制御を行う制御手段とを有することを特徴とする車両用自動開閉装置。
2. 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記異常回避制御により前記駆動源の作動が禁止されることを特徴とする車両用自動開閉装置。
3. 請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、前記異常回避制御により前記制御手段は警報を発することを特徴とする車両用自動開閉装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉部材はヒンジを介して前記車両に取り付けられる横開きドアであることを特徴とする車両用自動開閉装置。
   
   

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