JP2005171575A - 車両用自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 風の有無に拘わらず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である。
【解決手段】 ドアの内部にはドアを開閉駆動する電動モータが搭載されており、この電動モータを制御装置により定速制御することによりドアは所定の目標速度で自動的に開閉動作する。一方、ドアには風力センサが設けられており、制御装置はドアに作用する風力を検出することができるようになっている。そして、ドアに所定値以上の外力が作用し、且つドアに作用する風力が所定値以下であるときには、ドアに加わる外力が手動による操作力と判断されて加速制御によりドアは外力と同方向に加速される。一方、ドアに所定値以上の外力が作用し、且つドアに作用する風力が所定値以上となったときには、ドアに加わる外力が風によるものと判断されてドアは速度維持制御により所定の目標速度に維持される。
【選択図】 図６

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。

一般の乗用車の乗降用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る。そして、この電流により電動モータが作動するとドアは電動モータに駆動されて一定速度で開閉動作することになる。なお、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。

一方、自動開閉装置を搭載している車両であっても、ドアを手動により迅速に開閉操作したいという要望も少なくない。そのため、たとえば特許文献１に記載される自動開閉装置ではドアの開閉速度を検出し、ドアの開閉速度の変化に応じて電動モータによるアシスト力を変化させるようにしている。つまり、一定速度で開閉動作中のドアを作動方向と同方向にさらに手動で操作した場合には、これにより増速するドアの開閉速度に追従するように電動モータによるアシスト力が増加される。反対に、開閉動作中のドアを作動方向とは反対側に手動で操作した場合には、これにより減速するドアの開閉速度に追従するように電動モータによりアシスト力が低減される。これにより、ドアを自動で開閉動作させるとともにドアを手動で操作する際の違和感を低減させている。
特許第３３００１０５号公報

しかしながら、このような自動開閉装置では、ドアの開閉速度の変化から手動操作の有無を判断するようにしているので、一定速度で開閉動作中のドアに風が当たり、その風力によりドアの開閉速度が変化した場合であっても、これを手動操作による速度変化と誤認識して電動モータのアシスト力が高められる場合がある。そのため、ドアを開閉中に風が吹くとドアの開閉速度は急に変化することになり、操作者等に違和感を生じさせることになっていた。

本発明の目的は、風の有無に拘わらず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、前記開閉部材に作用する風力を検出する風力検出手段と、前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことを検出する外力検出手段と、前記駆動源を作動させて前記開閉部材を所定の目標速度で開閉動作させる定速制御を行うとともに、前記外力検出手段により前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つ前記風力検出手段により検出される風力が所定値以上となったときには前記外力が風力によるものと判断して速度維持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、前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つ前記風力検出手段により検出される風力が所定値以下のときには、前記制御手段は前記外力が加えられた方向に前記開閉部材を加速する加速制御を行うことを特徴とする。

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、開閉動作中の開閉部材に風による風力が加えられた場合であっても開閉部材の開閉速度は所定の目標速度に維持されるので、乗員等に違和感を生じさせることがない。また、開閉部材が手動により操作された場合には、開閉部材は手動操作に応じた方向に加速されるので、手動による開閉部材の操作性を高めることができる。このように、開閉部材に加えられる外力を風力によるものか手動操作によるものかを判断し、これに応じて開閉部材の開閉速度を制御することができるので、風の有無に拘わらず開閉部材を適切に開閉動作させることができる。

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。また、図５（ａ），（ｂ）は図２に示す車両用自動開閉装置により自動開閉動作されるドアの作動を示す説明図である。

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２８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。なお、図示する場合にはドア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。

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、全閉位置にあるドア１２が自動開動作される際には、開方向障害物センサ３７はドア端部の軌道上を検知範囲として障害物の検出を行う。そして、図５（ｂ）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により自動的に開動作するドア１２と障害物３８との距離Ｌが開方向障害物センサ３７により検出され、その距離Ｌ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３に示すように、電動モータ２３には電動モータ２３の回転数を検出する回転センサ４１が設けられており、制御回路２６は回転センサ４１から入力される電動モータ２３の回転数に基づいてドア１２の開閉速度を認識するようになっている。また、電動モータ２３とモータ駆動回路２８との間には電動モータ２３に供給される直流電流の電流値を検出する電流センサ４２が設けられており、その出力は制御回路２６に入力されるようになっている。そして、制御回路２６はドア１２の開閉速度と電動モータ２３に供給される直流電流の電流値とをモニタしながら、ドア１２の開閉速度が所定の目標速度となるように電動モータ２３を制御する定速制御を行うようになっている。つまり、通常の開閉動作では、ドア１２は車両１１の傾斜やドア１２の自重の変化に拘わらず、常に一定の目標速度で開閉動作する。

さらに、図１、図２に示すように、ドア１２のサッシ部分にはドア１２に作用する風力を検出する風力検出手段としての風力センサ４３が取り付けられており、その検出信号は制御回路２６に入力されるようになっている。この風力センサ４３は風の周波数を検出するマイクロフォンを備え、その周波数から算出される風速に基づいて風力を算出するものとなっている。なお、風力検出手段としては、前述の風力センサ４３に限らず、たとえば風により回転する羽根車等を用いたものや風圧を検出するものなど、風力を検出することができるものであれば、他のセンサ類を用いてもよい。

図６は図４に示す制御装置の制御方法を示すフローチャート図である。

この開閉装置１４では、制御装置２５は電動モータ２３を作動させてドア１２を所定の目標速度で自動開閉動作させる定速制御を行うとともに、目標速度で自動開閉動作中のドア１２が乗員等により手動で操作された場合には、その操作方向に向けてドア１２を加速させる加速制御を行ってドア１２を手動操作する際の操作性を向上させるようにしている。また、目標速度で自動開閉動作中のドア１２に風による風力が作用したときにはドア１２の開閉速度を目標速度に維持する速度維持制御を行って、風によるドア１２の開閉速度の変化を低減させるようになっている。以下に、図６に基づいて制御装置２５の制御手順について説明する。

まず、ステップＳ１においてリモコンスイッチ３５からドア１２の動作指令信号が入力されると、ステップＳ２において電動モータ２３が動作指令信号に応じた方向に作動を開始する。これにより、ドア１２は所定の目標速度で自動開閉動作を開始する。

次いでステップＳ３においてドア１２に所定値以上の外力が加わっているか否かが制御回路２６により判断される。この場合、回転センサ４１から入力される電動モータ２３の回転数つまりドア１２の開閉速度が目標速度に対して所定範囲以上に変化し、且つ電流センサ４２により検出される電流値が所定範囲以上に変化したときに、制御回路２６により所定値以上の外力がドアに加えられたことが検出されるようになっている。つまり、制御回路２６はドア１２に所定値以上の外力が加えられたことを検出する外力検出手段となっている。

ステップＳ３において外力が所定値以下であると判断されると、ステップＳ４において定速制御が行われて、ドア１２は所定の目標速度で開閉動作される。そして、ステップＳ５において開位置限界センサ３３もしくは閉位置限界センサ３４によりドア１２が限界位置つまり全開位置もしくは全閉位置に達したか否かが判断され、限界位置に達したと判断されたときにはステップＳ６において電動モータ２３の作動が停止されてドア１２は限界位置で停止する。また、ステップＳ５においてはドアが限界位置に達していない場合であってもリモコンスイッチ３５からドア１２を停止させる指令信号が入力された場合には、同様にステップＳ６において電動モータ２３の作動が停止される。これに対して、ステップＳ５においてドア１２が限界位置に達していないと判断され、且つドア１２を停止させる指令信号が入力されていないと判断された場合には、ステップＳ３に戻される。

一方、ステップＳ３においてドア１２に所定値以上の外力が加えられていると判断された場合には、ステップＳ７においてドア１２に作用する風力が所定値以上か否かが判断される。ここで、風力が所定値以下であると判断された場合には、ステップＳ８においてドア１２に加えられた外力の方向がドア１２の動作方向と同方向であるか否かが判断され、ステップＳ８において外力の方向がドア１２の動作方向と同方向であると判断された場合にはステップＳ９において開閉速度増速制御が行われ、ドア１２に加えられた外力の方向がドア１２の動作方向と反対方向であると判断された場合にはステップＳ１０において開閉速度減速制御が行われる。

つまり、自動開閉動作中にドア１２に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つドア１２に作用する風力が所定値以下であるときには、ドア１２に加えられた外力は風力によるものではなく手動操作によるものと判断して、外力つまり手動操作力が加えられた方向にドア１２のドア１２が加速される。たとえば、定速制御により一定の目標速度で開閉動作中のドア１２を動作方向と同方向に手動で操作すると、電動モータ２３の出力が増されてドア１２は手動操作をアシストする方向に加速つまり増速される。反対に、一定の目標速度で開閉動作中のドア１２を動作方向に対して反対方向つまりドアの開閉速度を減速させる方向に手動操作すると、電動モータ２３の出力が低下されてドア１２はその開閉速度が低下する方向に加速つまり減速される。このように、加速制御は、手動による操作力がドアの動作方向と同一方向に加えられたときには開閉速度増速制御として行われ、反対方向に加えられたときには開閉速度減速制御として行われる。したがって、ドア１２が手動で操作される際には、その操作力が加えられた方向にドア１２が加速されるので、ドア１２を手動で操作する際の操作性が向上する。

一方、ステップＳ７において風力が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ１１においてドア１２の開閉速度を目標速度に維持する速度維持制御が行われる。つまり、ドア１２に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つドア１２に作用する風力が所定値以上であるときには、ドア１２に加えられた外力は手動操作によるものではなく風力によるものであると判断して、外力つまり風力に抗してドア１２の開閉速度を目標速度に維持させるのである。したがって、自動開閉動作中のドア１２に急に風が吹き付けても、ドア１２の開閉速度は急激に変化することが無く、乗員等に違和感を生じさせることがない。

このように、この開閉装置１４では、ドア１２に加えられる外力を手動操作によるものか風力によるものかを判断することができるので、風の有無に応じてドア１２を適切に開閉動作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イングアウト式のドア、折戸式のドアなど他の開閉部材としてもよい。

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。

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），（ｂ）は図２に示す開閉装置により自動開閉動作されるドアの作動を示す説明図である。 図４に示す制御装置の制御方法を示すフローチャート図である。

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
４１ 回転センサ
４２ 電流センサ
４３ 風力センサ
Ｌ 距離

Claims (3)

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、
   前記開閉部材に作用する風力を検出する風力検出手段と、
   前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことを検出する外力検出手段と、
   前記駆動源を作動させて前記開閉部材を所定の目標速度で開閉動作させる定速制御を行うとともに、前記外力検出手段により前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つ前記風力検出手段により検出される風力が所定値以上となったときには前記外力が風力によるものと判断して速度維持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、前記開閉部材に所定値以上の外力が加えられたことが検出され、且つ前記風力検出手段により検出される風力が所定値以下のときには、前記制御手段は前記外力が加えられた方向に前記開閉部材を加速する加速制御を行う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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