JP2005325601A

JP2005325601A - 車両ドア開閉装置

Info

Publication number: JP2005325601A
Application number: JP2004145024A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hirota; 功一廣田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】より確実且つスムーズに車両ドアの駆動力による開閉移動から手動操作による開閉移動へと移行できるドア開閉装置を提供する。
【解決手段】動力伝達機構３３の伝達部材３３ａの作動状態を検出する大検出手段３６と、被伝達部材３３ｂの作動状態を検出する第２検出手段３７とを有し、制御手段２５を、第１検出手段３６及び第２検出手段３７が出力する信号に基づいて動力伝達機構３３による駆動源３１から移動機構３５への駆動力の伝達状態を判定し、該判定結果に応じて駆動源３１及び動力伝達機構３３の作動を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のサイドドアやバックドア（テールゲート）などの車両ドアを車両ボデーに形成されたドア開口を開閉すべく動作させる車両ドア開閉装置に関する。

従来、この種の車両ドア開閉装置は、車両ドアの開閉移動に係る駆動力を発生する駆動源と、駆動源の駆動力により車両ドアを開閉移動させる移動機構と、駆動源と移動機構との間に配設され駆動源に連係される伝達部材及び移動機構に連係され駆動部材と係脱可能な被伝達部材とを有し駆動源の駆動力を移動機構に伝達可能な接合状態及び伝達不能な切離状態に切り換えられる動力伝達機構と、駆動源及び動力伝達機構の作動を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段により駆動源を作動させ且つ動力伝達機構を接合状態とすべく作動させるよう制御することで、駆動源の駆動力を動力伝達機構を介して移動部材へと伝達し、これにより、車両ドアを開閉移動させている。

又、この車両ドア開閉装置では、車両ドアの手動操作ハンドルに、手動操作ハンドルが操作された際にオン信号を制御手段に出力する検知スイッチを設けられている。そして、駆動源の駆動力によって車両ドアが開閉移動している最中に検知スイッチからオン信号が出力されると、制御手段は、このオン信号に基づいて操作者が車両ドアを手動で開閉移動させようとしていると判定して、動力伝達機構を切離状態とし且つ駆動源を停止すべく制御し、これにより、駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動へと開閉移動形態を移行させている。
特開２００１−１０６２４９号

しかし、上記した従来装置では、手動操作ハンドルが実際に操作されたことを検出スイッチで検出することになるので、検出スイッチがオン信号を出力までの手動操作ハンドルのストロークなどの機械的要因の影響を受け、結果、駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動への移行に若干の遅れが生じ、スムーズな移行が困難となる恐れがある。又、手動操作ハンドルを操作せずに直接車両ドアを手動で移動させようとしている場合には駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動への移行を行なうことが困難となる。

故に、本発明は、より確実且つスムーズに駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動へと移行できるようにすることを、その技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、動力伝達機構の伝達部材の作動状態を検出する第１検出手段と、前記動力伝達部材の被伝達部材の作動状態を検出する第２検出手段とを有し、制御手段を、前記第１検出手段及び前記第２検出手段が出力する信号に基づいて前記動力伝達機構による駆動源から移動機構への駆動力の伝達状態を判定し、該判定結果に応じて前記駆動源及び前記動力伝達機構の作動を制御するよう構成した、ことである。

より好ましくは、前記第１検出手段は前記伝達部材の回転数又は回転速度を計測して前記制御手段に該計測値を出力し、前記第２検出手段は前記被伝達部材の回転数又は回転速度を計測して前記制御手段に該計測値を出力し、前記制御手段は前記第１検出手段が計測する計測値と前記第２検出手段が出力する計測値との差分が予め定められた所定値以上あるいは所定値を超えた時に互いに係合状態にある前記伝達部材と前記被伝達部材との間に滑りが生じたと判定する、と良い。

本発明によれば、駆動源の駆動力によって車両ドアを開閉移動させている最中に、制御手段によって、第１及び第２検出手段が出力する信号に基づき、動力伝達機構による駆動源から移動機構への駆動力の伝達状態が変化した、より具体的には、動力伝達機構に滑りが生じた、と判定されると、駆動源及び動力伝達機構の作動を制御し、これにより、駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動へと移行できる。このように、制御手段は、車両ドアの移動形態を直接定することになるので、よって、従来に比べて、より確実且つスムーズに駆動力による車両ドアの開閉移動から手動操作による車両ドアの開閉移動へと移行させることができる。

図１に示されるように、車両ドアとしてのスイングドア１１は、図示しない車両の側部ボディに形成されたドア開口を開閉すべく周知のヒンジ部（図示せず）により支持されている。スイングドア１１には、該ドア１１を開閉動作させる車両ドア開閉装置１２が設けられている。

車両ドア開閉装置１２は、スイングドア１１の車外側及び室内側にそれぞれ配置された車外操作スイッチ２１及び室内操作スイッチ２２と、後述詳しく説明するドア開閉駆動部２３と、スイングドア１１をドア開口の全閉状態又は半閉状態で側部ボディに対して保持するラッチ駆動部２４と、これらに接続された制御手段としてのコントローラ２５とを備えている。

車外操作スイッチ２１は、車外においてドア開閉駆動部２３によるスイングドア１１の開閉動作を行う際に操作されるスイッチである。また、室内操作スイッチ２２は、室内においてドア開閉駆動部２３によるスイングドア１１の開閉動作を行う際に操作されるスイッチである。

ラッチ駆動部２４は、側部ボディに固定されたストライカと係脱するラッチと、ストライカとラッチの係合状態においてラッチと係脱するポールとを含み、ラッチ状態、ハーフラッチ状態及びアンラッチ状態を成す既知の構造体と、該構造体の状態を変更すべく作動するアクチュエータとを備える。コントローラ２５は、ラッチ駆動部２４のアクチュエータを駆動制御し、スイングドア１１の開操作時にはラッチ機構をラッチ状態からアンラッチ状態へと変更し、スイングドア１１の閉操作時にはラッチ機構をハーフラッチ状態からラッチ状態へと変更する。

ドア開閉駆動部２３は、スイングドア１１に取着されており、ドア開閉駆動部２３は、これに一端が連結され他端がピラー１３に連結されたレバー１４を出没させることで図示しないヒンジ部材を支点にスイングドア１１を回動させてこれを開閉する。

コントローラ２５は、スイングドア１１が閉じているとき、車外操作スイッチ２１又は室内操作スイッチ２２の操作に基づき、ラッチ駆動部２４を制御してラッチ機構をアンラッチ状態に変更し、ドア開閉駆動部２３を制御してスイングドア１１を回動させてこれを開く。また、スイングドア１１が開いているとき、コントローラ２５は、車外操作スイッチ２１又は室内操作スイッチ２２の操作に基づき、ドア開閉駆動部２３を制御してスイングドア１１を回動させ、ラッチ駆動部２４を制御してラッチ機構をラッチ状態に変更してこれを閉じる。

ドア開閉駆動部２３について、詳しく説明する。

図２に概略構成図を示したように、このドア開閉駆動部２３は、駆動源としてのドア駆動モータ３１と、第１減速機構３２と、動力伝達機構としての電磁クラッチ３３と、第２減速機構３４と、移動機構としてのレバー操作部３５とを備えている。

ドア駆動モータ３１は、コントローラ２５からの駆動信号に応じて作動し、その回転軸３１ａを正回転若しくは逆回転させる。電磁クラッチ３３は、伝達部材としての摩擦板３３ａ及び被伝達部材としての摩擦板３３ｂの２枚の摩擦板３３ａ、３３ｂを備えており、コントローラ２５からの制御信号に応じて作動し、摩擦板３３ａと摩擦板３３ｂと摩擦係合した接合状態と摩擦係合解除された切離状態とに切り換えられる。そして、接合状態でドア駆動モータ３１の回転をレバー操作部３５に伝達する。レバー操作部３５は、レバー１４に連結されており、電磁クラッチ３３より伝達されたドア駆動モータ３１の回転を直線運動に変換してレバー１４を出没させる。第１減速機構３２は、ドア駆動モータ３１の回転軸３１ａと電磁クラッチ３３の摩擦板３３ａとの間を連結しており、回転軸３１ａの回転を所定の減速比で減速して摩擦板３３に伝達する。第２減速機構３４は、電磁クラッチ３３の摩擦板３３Ｂとレバー操作部３５との間を連結しており、摩擦板３３ｂの回転を所定の減速比で減速してレバー操作部３５に伝達する。

図２及び図３に示されるように、第１減速機構３２と電磁クラッチ３３との間及び電磁クラッチ３３と第２減速機構３４との間には、パルスセンサ３６、３７が設けられている。パスルセンサ３６は、第１減速機構３２と電磁クラッチ３３との間で伝達される回転、詳しくは、電磁クラッチ３３に入力される第１減速機構３２からの回転状態に対応する信号をコントローラ２５に出力するものであり、ホール素子が用いられる。ホール素子は、電磁クラッチ３３の摩擦板３３ａに取着された磁石による磁束の変化に応じたパルス信号を出力するように取着されている。そして、コントローラ２５は、このパルス信号をカウントし、摩擦板３３ａの回転数を算出する。パルスセンサ３７は、電磁クラッチ３３と第２減速機構３４との間で伝達される回転、詳しくは、電磁クラッチ３３に入力される第１減速機構３２からの回転状態に対応する信号を出力するものであり、ホール素子が用いられる。ホール素子は、電磁クラッチ３３の摩擦板３３ｂに取着された磁石による磁束の変化に応じて所定のパルス信号をコントローラ２５に出力するように取着されている。そして、コントローラ２５は、このパルス信号をカウントし、摩擦板３３ａの回転数を算出する。

次に、コントローラ２５の構成を説明する。

図３に示されるように、コントローラ２５は、ＣＰＵ（中央処理装置）４１、モータ駆動回路４２、クラッチ駆動回路４３、パルス幅変調回路４４を備えている。
ＣＰＵ４１は、入力回路４５を介して車外操作スイッチ２１と室内操作スイッチ２２に接続されており、これらから入力した操作信号に基づきスイングドア１１の開閉操作の有無を検出する。また、ＣＰＵ４１は、入力回路４６を介してパルスセンサ３６、３７と接続されており、これから入力したパルス信号をカウントすることにより摩擦板３３ａ、３３ｂの回転数を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、パルスセンサ３６、３７からのパルス信号によって算出された摩擦板３３ａ、３３ｂの回転数に基づいてスイングドア１１の手動操作を検知する。更に、ＣＰＵ４１は、パルスセンサ３７からのパルス信号に基づいてスイングドア１１の開閉位置及び開閉速度を算出する。

モータ駆動回路４２は、ＣＰＵ４１に電気的に接続されており、図示しないバッテリからバッテリ電圧＋Ｂが供給されている。モータ駆動回路４２は、ＣＰＵ４１からの駆動信号に基いて、該信号に応じた極性にてドア開閉駆動部２３のドア駆動モータ３１に駆動電力を供給し、ドア駆動モータ３１は該駆動電力に基づいて正転又は逆転する。

クラッチ駆動回路４３は、ＣＰＵ４１に電気的に接続されており、図示しないバッテリからバッテリ電圧＋Ｂが供給されている。クラッチ駆動回路４３は、ＣＰＵ４１からの駆動信号に基いてドア開閉駆動部２３の電磁クラッチ３３を作動させるべく駆動電力を供給又は停止する。又、ＣＰＵ４１と電磁クラッチ３３との間には、電磁クラッチ３３に供給される電力値を可変するためのパルス幅変調回路４４が電気的に接続されている。ＣＰＵ４１は、このパルス幅変調回路４４に対して供給する制御信号のパルス幅を、制御しようとする電磁クラッチ３３の接合状態に応じて変更する。パルス幅変調回路４４は、その制御信号に応答してオンオフするスイッチング素子（例えばＮチャネルＭＯＳトランジスタ）４４ａを備え、該スイッチング素子４４ａのオンオフする比率によって電磁クラッチ３３に流れる平均的な電流を変更する。即ち、ＣＰＵ４１は、パルス幅変調回路４４の所謂ＰＷＭ制御によって電磁クラッチ３３のクラッチ出力（摩擦板３３ａ、３３ｂ同士の摩擦係合具合）を制御する。尚、本実施形態の電磁クラッチ３３は、駆動電力が供給されない停止状態において両摩擦板３３ａ，３３ｂが摩擦係合解除された切離状態にあり、供給される駆動電力の値に応じて摩擦板３３ａ，３３ｂが摩擦係合するようになっている。従って、ＣＰＵ４１は、電磁クラッチ３３に駆動電力を供給しないように駆動停止信号を出力し、それによって電磁クラッチ３３は切離状態となる。また、ＣＰＵ４１は、電磁クラッチ３３に駆動電力を供給するよう駆動信号を出力し且つスイッチング素子４４ａをオンオフするようにパルス幅変調回路４４に対して制御信号を出力し、それによって電磁クラッチ３３には断続的にスイッチング素子４４ａがオンすることによって平均的な電流が流れ、電磁クラッチ３３は接合状態となる。

次に、コントローラ２５の作動、特に、ドア開閉駆動部２３に関わる作動を図５に示すタイミングチャートに基づいて説明する。

先ず、コントローラ２５は、室外又は室内操作スイッチ２１、２２から操作信号が入力されると、スイングドア１１をドア駆動モータ３１の駆動力で開動作させるべく、モータ駆動回路４２及びクラッチ駆動回路４３に駆動信号を出力して、ドア駆動モータ３１及び電磁クラッチ３３を作動させる。この際、モータ駆動回路４２に対する駆動信号がドア駆動モータ３１を正回転させるものであるので、レバー１４がレバー操作部３５により押し出されてスイングドア１１が開方向に回動する（逆回転させるものである場合は閉方向に回動する）。又、この際、クラッチ駆動回路４３に対する駆動信号は、クラッチ出力（第１の出力値）をスイングドア１１の開閉位置や開閉速度に応じて予め定められた値となるようパルス幅変調回路４４により可変しており、このクラッチ出力の値は、電磁クラッチ３３の摩擦板３３ａ、３３ｂ同士をドア駆動モータ３１の回転がレバー操作部３５に伝達されるための必要最小限な摩擦接合を常に得るものとなっている。そして、コントローラ２５は、パルスセンサ３７からのパルス信号に基づいてスイングドア１１が全開位置にあること検出して、ドア駆動モータ３１を停止させ即ちドア駆動モータ３１の駆動力によるスイングドア１１の開閉動作を停止させ、クラッチ出力を所定値（第２の出力値）に制御する。このクラッチ出力の所定値は、スイングドア１１を所定の保持荷重にて保持するように電磁クラッチ３３のクラッチ出力を制御する。所定の保持荷重は、スイングドア１１が自然的な力（例えば、スイングドア１１に当る風や斜面に車両を停止することでスイングドア１１を開方向又は閉方向へ回動させる力）に抗するような荷重であり、この荷重は、クラッチ出力を第１の出力値としている場合に発生する荷重に比べて小さい。更に、コントローラ２５は、ドア駆動モータ３１の駆動力によってスイングドア１１が開方向（又は閉方向）に回動している際に、パルスセンサ３６、３７からのパルス信号に基づいて、手動操作によりスイングドア１１が開閉動作させていることを検知すると、電磁クラッチ３３を制御して該電磁クラッチ３３を切離状態にする。これにより、駆動装置を持たないスイングドアと同様の感覚でスイングドア１１を楽に開閉動作させることができ、手動操作のフィーリングが良くなる。

ＣＰＵ４１の動作を示す図６のフローチャートに基づいてコントローラ２５による手動操作の検知を詳しく説明する。

先ず、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１にて、パルスセンサ３６からのパルス信号を取得し、ステップＳ２にて、スイングドア１１の開閉速度及びスイングドア１１の現在の開閉位置を算出する。又、ステップS３にて、パルスセンサ３６、３７からのパルス信号を取得し、ステップＳ４にて、取得した該パルス信号に基づいて電磁クラッチ３３の摩擦板３３ａ、３３ｂの回転数Ｎ１、Ｎ２を算出する。そして、ステップS５にて、摩擦板３３ａの回転数Ｎ１と電磁クラッチ３３の摩擦板３３ｂの回転数Ｎ２との差分が予め定められた所定回転数（しきい値）より大きいか否かが判定される。大きいと判定された場合には、摩擦板３３ｂが摩擦板３３ａより速く回転して両者の摩擦係合に滑りが生じていることから、スイングドア１１がドア駆動モータ３１の駆動力以外の外力で操作されているつまり手動操作されていると認識し、ステップＳ６にて、ドア駆動モータ３１の作動を停止し、ステップＳ７にて、電磁クラッチ３３の作動を停止する。このように、電磁クラッチ３３に滑りが生じたと判定されると、ドア駆動モータ３１及び電磁クラッチ３３の作動を停止し、これにより、ドア駆動モータ３１の駆動力によるスイングドア１１の開閉動作から手動操作によるスイングドア１１の開閉動作（ドア駆動モータ３１の駆動力によるスイングドア１１の開閉動作と同じ方向又は逆方向への開閉動作）へと確実且つスムーズに移行できる。

ステップS５にて手動操作なしと認識された場合には、ステップS８にて、ステップS２での算出結果からスイングドア１１が開閉動作中であるか否かを判断する。ステップＳ８にてスイングドア１１が開閉動作中であると判断された場合には、ステップＳ９にて、ＣＰＵ４１に記憶されているマップから算出したスイングドア１１の開閉位置や開閉速度に基づいて第１の出力値を算出し、ステップＳ１０にて、クラッチ出力を第１の出力値となるように電磁クラッチ３３を制御してスイングドア１１の開閉動作を継続する。ステップS９にて開閉動作中でないと判断された場合には、ステップＳ１１にて、ドア駆動モータ３１の作動を停止させ、ステップＳ１２にて、クラッチ出力が第２の出力値となるように電磁クラッチ３３を制御してスイングドア１１を保持する。

スイングドア１１が保持されている状態で電磁クラッチ３３に滑りが生じたと判定されると、前述と同様に、ドア駆動モータ３１の作動を停止し且つ電磁クラッチ３３の作動を停止する。これにより、スイングドア１１が保持されている状態から手動操作によるスイングドア１１の開閉動作へと確実且つスムーズに移行できる。

本実施の形態においては、スイングドア１１を電動モータ１１の駆動力で回動させる（開閉動作させる）ものに本発明に係る車両ドア開閉装置１２を適用しているが、スライドドア１１を電動モータ１１の駆動力でスライド動作させる（開閉操作させる）ものに適用しても良い。尚、本発明に係る車両ドアの開閉移動が本実施の形態におけるスイングドア１１やスライドドア１１の回動やスライド動作を含むものであること明白である。

本発明に係る車両ドア開閉装置が搭載された車両ドアの模式図である。本発明に係る車両ドア開閉装置の概略構成図である。本発明に係る車両ドア開閉装置の制御手段を示す回路図である。本発明に係る車両ドア開閉装置の制御手段の作動を示すタイミングチャートである。本発明に係る車両ドア駆動装置の制御手段の作動を示すフローチャートである。

符号の説明

１１スイングドア（車両ドア）
１２車両ドア開閉装置
２５コントローラ（制御手段）
３１ドア駆動モータ（駆動源）
３３電磁クラッチ（動力伝達機構）
３５レバー操作部（移動機構）
３６パルスセンサ（第１検出手段）
３７パルスセンサ（第２検出手段）
３３ａ摩擦板（伝達部材）
３３ｂ摩擦板（被伝達部材）

Claims

車両ドアの開閉移動に係る駆動力を発生する駆動源と、該駆動源の駆動力により前記車両ドアを開閉移動させる移動機構と、前記駆動源と前記移動機構との間に配設され前記駆動源に連係される伝達部材及び前記移動機構に連係され前記駆動部材と係脱可能な被伝達部材とを有し前記駆動源の駆動力を前記移動機構に伝達可能な接合状態及び伝達不能な切離状態に切り換えられる動力伝達機構と、前記駆動源及び前記動力伝達機構の作動を制御する制御手段とを有する車両ドア開閉装置において、前記伝達部材の作動状態を検出する第１検出手段と、前記被伝達部材の作動状態を検出する第２検出手段とを有し、前記制御手段は、前記第１検出手段及び前記第２検出手段が出力する信号に基づいて前記動力伝達機構による前記駆動源から前記移動機構への駆動力の伝達状態を判定し、該判定結果に応じて前記駆動源及び前記動力伝達機構の作動を制御する、ことを特徴とする車両ドア開閉装置。
前記第１検出手段は前記伝達部材の回転数又は回転速度を計測して前記制御手段に該計測値を出力し、前記第２検出手段は前記被伝達部材の回転数又は回転速度を計測して前記制御手段に該計測値を出力し、前記制御手段は前記第１検出手段が計測する計測値と前記第２検出手段が出力する計測値との差分が予め定められた所定値以上あるいは所定値を超えた時に互いに係合状態にある前記伝達部材と前記被伝達部材との間に滑りが生じたと判定する車両ドア開閉装置。