JP2005336855A - 車両ドア駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のサイドドアやバックドアで挟み込み状況が生じた際の負荷を低減する開閉装置を提供する。
【解決手段】制御手段２５は、挟み込み状況である際には、検出手段３６からの信号に基づいて動力伝達機構３３の伝達部材３３ａと被伝達部材３３ｂとの係合力が駆動源３１の駆動力を移動機構３５に伝達できるだけの最小限度の係合力となるようにすることにより、伝達部材３３ａと被伝達部材３３ｂとの接合状態に滑りが生じるよう動力伝達機構３３の作動を制御することを特徴とする。
【選択図】 図５

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、動力伝達機構の被伝達部材の回転状態を検出する検出手段と、検出手段からの信号に基づいて車両ドアの移動速度を算出し移動速度が予め決められた所定値を超えて減速方向に変動した際に車両ドアが障害物を挟み込みんだ挟み込み状況であると判断する制御手段とを有する。

そして、制御手段によりアクチュエータ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、アクチュエータ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、制御手段は、検出手段からの信号に基づき、車両ドアの開閉速度が予め決められた所定値を超えて減速方向に変動したと判定すると、車両ドアが挟み込み状況であると判断して、駆動源を作動停止するべく制御している。
特開２００４−０２７７５２号

しかし、上記した従来装置では、制御手段による挟み込み状況の判定が車両ドアの開閉速度に依存しているので、車両ドアの開閉速度が速い場合など、挟み込み状況の判断に遅れが生じる場合、挟み込み状況が生じた際に車両ドアに加わっている負荷が大きくなる恐れがある。

故に、本発明は、挟み込み状況が生じた際の負荷を低減することを、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、制御手段を、挟み込み状況である際には動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との接合状態に滑りが生じているよう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、前記制御手段を、検出手段からの信号に基づいて前記動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との係合力が駆動源の駆動力を移動機構に伝達できるだけの最小限度の係合力となるよう前記動力伝達機構の作動を制御するよう構成する、と良い。

より好ましくは、前記制御手段を、前記検出手段からの信号に基づいて前記車両ドアを搭載する車両が停車する路面の傾斜角度を推定し該傾斜角度に基づいて前記動力伝達機構を作動させる出力値を決定するよう構成する、と良い。

より好ましくは、前記制御手段を、前記検出手段からの信号に基づいて前記車両ドアの開閉位置を算出し該開閉位置に基づいて前記動力伝達機構を作動させる出力値を決定するよう構成する、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時、制御手段は、検出手段からの信号に基づいて動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との係合力が駆動源の駆動力を移動機構に伝達できるだけの最小限度の係合力となるよう動力伝達機構の作動を制御している。よって、制御手段が挟み込み状況を判断した際には、動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との接合状態に滑りが生じることとなる。これにより、車両ドアと駆動源との間の動力伝達に相対的な運動が生じ、結果、車両ドアに加わっている負荷を軽減することができる。

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、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が設けられている。パルスセンサ３６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３３ｂの回転数を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、パルスセンサ３６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。

ＣＰＵ４１は、スイングドア１１の開閉位置に対応したクラッチ出力の補正値をメモリマップとしてＲＯＭ（リードオンリーメモリ）記憶している。又、ＣＰＵ４１は、スイングドア１１の開閉速度に基づいてスイングドア１１を搭載する車両が停車している路面の傾斜角度を推定すると共に該傾斜角度に対応したクラッチ出力の補正値をメモリマップとしてＲＯＭに記憶している。

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４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３６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る。

ＣＰＵ４１の動作を示す図５のフローチャートに基づいてコントローラ２５による電磁クラッチ３３の制御を詳しく説明する。

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し、ＣＰＵ４１内のRAM（ランダムアクセスメモリ）に記憶する。そして、ステップＳ４にて、これら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Ｓ４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Ｓ５にて、算出されたスイングドア１１の開閉速度及び現在の開閉位置からメモリマップを参照して前述した傾斜角度及び開閉位置に関するクラッチ出力の補正値を算出し、ステップS６にて、スイングドア１１の開閉速度及び現在の開閉位置から基準となる出力値を算出すると共に該出力値に算出した補正値を加えて第１の出力値を算出する。尚、基準となる出力値の算出は、ステップS４におけるスイングドア１１の開閉動作判断前に行っても良い。そして、ステップＳ７にて、クラッチ出力が第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を開閉駆動する。ステップＳ４にてスイングドア１１が開閉動作中でないと判断された場合には、ステップＳ８にて、ドア駆動モータ３１の作動を停止させ、ステップＳ９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の開閉動作中において、ステップS２にて、ＣＰＵ４１のＲＡＭに記憶されているスイングドア１１の開閉速度（前回ドア開閉速度N０）と直前のステップＳ２にて算出したスイングドア１１の開閉速度（ドア開閉速度Ｎ１）との差が予め定められた所定の減速度以上か否かを判断する。ステップS２にて所定の減速度以上であると判断された場合には、ＣＰＵ４１は、スイングドア１１が挟み込み状況にあると判断して、ステップS１０、S１１にて、ドア駆動モータ３１をこれまでの開閉動作方向とは逆の方向にスイングドア１１が予め定められたドア所定位置までスイングドア１１を開閉動作させる。そして、スイングドア１１が所定位置となると、ステップS１２にて、ドア駆動モータ３１の作動を停止させ、ステップS１３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。ステップS２にて所定の減速度以下であると判断された場合には、スイングドア１１が挟み込み状況にないと判断して、ステップS４へと進み、スイングドア１１の開閉動作を継続する。

このように、スイングドア１１の開閉動作中、電磁クラッチ３３は、そのクラッチ出力が第１の出力値、つまり、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るような接合状態に制御されているので、ＣＰＵ４１がスイングドア１１の挟み込み状況を判断した際には、電磁クラッチ３３の摩擦板３３ａ、３３ｂ同士が直に滑ることとなる。これにより、スイングドア１１とドア駆動モータ３１との間の動力伝達に相対的な運動が生じ、結果、スイングドア１１に加わっている負荷を軽減することができる。

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。又、本実施の形態においては、現在のスイングドア１１の開閉動作中における移動速度に基づいて傾斜角度を推定しているが、前回のスイングドア１１の開閉動作中における移動速度に基づいて傾斜角度を推定しても良い。具体的には、現在のスイングドア１１が開動作であれば、前回のスイングドア１１の閉動作である。さらに、別のスイングドア１１の開閉動作中における移動速度に基づいて傾斜角度を推定するようにしても良い。

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（検出手段）
３３ａ 摩擦板（伝達部材）
３３ｂ 摩擦板（被伝達部材）

Claims (4)

1. 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、前記動力伝達機構の前記被伝達部材の回転状態を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて前記車両ドアの移動速度を算出し該移動速度が予め決められた所定値を超えて減速方向に変動した際に該車両ドアが障害物を挟み込みんだ挟み込み状況であると判断する制御手段とを有する車両ドア開閉装置において、前記制御手段は、前記挟み込み状況である際には前記動力伝達機構の前記伝達部材と前記被伝達部材との接合状態に滑りが生じているよう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。
2. 前記制御手段は、前記検出手段からの信号に基づいて前記動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との係合力が前記駆動源の駆動力を前記移動機構に伝達できるだけの最小限度の係合力となるよう前記動力伝達機構の作動を制御する、請求項１記載の車両ドア開閉装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段からの信号に基づいて前記車両ドアを搭載する車両が停車する路面の傾斜角度を推定し該傾斜角度に基づいて前記動力伝達機構を作動させる出力値を決定する、請求項２記載の車両ドア開閉装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段からの信号に基づいて前記車両ドアの開閉位置を算出し該開閉位置に基づいて前記動力伝達機構を作動させる出力値を決定する、請求項２又は３記載の車両用ドア開閉装置。

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