JP2006057391A - 車両ドア駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中における安全性を向上させる。
【解決手段】 制御手段２５は、駆動源３１の駆動力により車両ドア１１が開閉移動している最中において検出手段３６、４７からの検出信号に基づいて車両ドア１１の移動速度が予め決められた所定値を超えて増速方向に変動した際に駆動源３１の駆動を停止すると共に動力伝達機構３３の伝達部材３３ａと被伝達部材３３ｂとを接合状態とするよう駆動源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伝達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、駆動源を駆動すると共に動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材とを接合状態とすべく制御手段によって駆動源及び動力伝達機構の作動を制御することで、駆動源の駆動力で車両ドアを開閉移動させている。

近年、特許文献１及び特許文献２に示されるように、安全上の観点から、駆動源の駆動力で車両ドアを開閉移動させている最中において、各種の検出手段からの検出信号に基づいて車両ドアの開閉移動を制御することが知られている。

特許文献１に記載の車両ドア開閉装置は、車両の状態を検出する検出手段を有しており、そして、制御手段は、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中において、検出手段からの検出信号に基づいて作動条件が成立しなくなった際に、駆動源の駆動を停止すると共に動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材とを接合状態とするよう駆動源及び動力伝達機構の作動を制御している。これにより、車両ドアを任意の開閉位置で保持している。尚、作動条件としては、車両の走行速度、車両のトランスミッションの状態や車両のブレーキの状態を基にしている。

特許文献２に記載の車両ドア開閉装置は、車両ドアの移動状態を検出する検出手段を有しており、そして、制御手段は、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中において、検出手段からの検出信号に基づいて車両ドアの移動速度が予め決められた目標速度を超えて増速方向に変動した際に、動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材とを接合状態とするよう動力伝達機構の作動を制御すると共に車両ドアの移動速度が目標速度となるよう駆動源の作動を制御し、駆動源の駆動力による車両ドアの移動にブレーキを掛けている。
特開平１０-３１７７９３号 特開２００２−１９４９４９号

上記した特許文献１に示される従来装置では、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中における車両ドアの移動制御として、車両の走行速度、車両のトランスミッションの状態や車両のブレーキの状態を基にした作動条件に基づいて車両ドアを任意の開閉位置で保持することを行うのみである。しかし、例えば坂道などに車両が停止している場合や風力など車両ドアに加わる負荷によって車両ドアの移動速度が速くなった場合における具体的な制御については述べられていない。

上記した特許文献２に示される従来装置では、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中における車両ドアの移動制御として、車両ドアの移動速度が速くなった際に車両ドアの移動にブレーキを掛けることを行っている。しかし、例えば動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材との間で滑りが生じるほど車両ドアの移動速度が速い場合における具体的な制御については述べられていない。

故に、本発明は、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中における車両ドアの移動制御として、より安全性を向上させることを、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、駆動源の駆動力により車両ドアが開閉移動している最中において検出手段からの検出信号に基づいて前記車両ドアの移動速度が予め決められた所定値を超えて増速方向に変動した際に前記駆動源の駆動を停止すると共に動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材とを接合状態とするよう前記駆動源及び前記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、前記検出手段は、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、と良い。

より好ましくは、前記制御手段は、前記駆動源の作動電流値を検出する、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、車両ドアの移動速度が所定値を超えて増速方向に変動した場合、つまり、車両ドアの移動速度が所定値より速くなった場合、制御手段は、駆動源の駆動を停止すると共に動力伝達機構の伝達部材と被伝達部材とを接合状態とする。これにより、車両ドアは、その開閉移動を停止して任意の開閉位置で保持されることとなる。この結果、従来に比して、より安全性を向上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ラッチ機構と、このラッチ機構の状態を変更すべく作動する既知の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駆動部２４の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駆動部２４の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を制御してラッチ駆動部２４の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を制御してラッチ駆動部２４の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。

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。尚、開閉位置の算出は、パルス数をカウントすることで行われ、開閉速度の算出は、パルス巾を計測するか単位時間当たりのパルス数をカウントすることで行われる。

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作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（第１の出力値）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を認識すると、モータ駆動回路４２に作動停止信号を出力してドア駆動モータ３１の駆動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の開動作を停止させると共に、クラッチ出力を予め定められた値とすべくクラッチ駆動回路４３に駆動信号を出力する。これにより、スイングドア１１が全開位置で保持される。尚、このクラッチ出力の値（第２の出力値）は、スイングドア１１を所定の保持荷重にて保持し得る値で、所定の保持荷重とは、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。

ドア駆動モータ３１の駆動力でスイングドア１１を開動作させている際に、スイングドア１１の開閉速度が予め定められた所定の開閉速度（しきい値）より速くなると、コントローラ２５は、モータ駆動回路４２に作動停止信号を出力してドア駆動モータ３１の駆動を停止すると共に、クラッチ出力を前述の所定値とすべくクラッチ駆動回路４３に駆動信号を出力する。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の開動作が停止し、スイングドア１１は、開閉速度が速くなった時点の任意の開閉位置で保持される。

尚、スイングドア１１をドア駆動モータ３１の駆動力で閉動作させる場合は、ドア駆動モータ３１を前述とは反対に逆回転させるべく作動させればよく、その他、電磁クラッチ３３の作動などについては、前述と同様である。

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Ｓ３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Ｓ３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Ｓ４にて、算出されたスイングドア１１の開閉速度がしきい値を超えたか否かを判断する。ステップＳ４にて、スイングドア１１の開閉速度がしきい値を超えたと判断された場合には、ステップＳ５にて、ドア駆動モータ３１の駆動を停止させ、ステップＳ６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Ｓ４にて、スイングドアの開閉速度がしきい値を超えていないと判断された場合には、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、ドア駆動モータ３１の駆動力によるスイングドア１１を開閉動作を継続する。尚、ステップＳ３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Ｓ５にて、ドア駆動モータ３１の駆動を停止させ、ステップＳ６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。

このように、ドア駆動モータ３１の駆動力によってスイングドアを開閉動作させている時、スイングドア１１の開閉速度が所定の開閉速度より速くなった場合、ドア駆動モータ３１の駆動が停止され、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が制御される。これにより、車両ドアは、その開閉動作を停止して任意の開閉位置で保持されることとなる。この結果、従来に比して、より安全性を向上させることができる。

本実施形態においては、コントローラ２５の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の開閉速度を算出しているが、図６に示されるように、駆動回路４２とＣＰＵ４１との間に電流検出回路４７を接続して、この電流検出回路４７によってドア駆動モータ３１に流れる電流値を検出し、この電流値に基づいてスイングドア１１の開閉速度を算出しても良い。この場合のスイングドア１１の開閉速度の算出は、電流値を計測することで行われる。

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の一実施形態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。 本発明に係る車両ドア開閉装置の制御手段の他の実施形態を示す回路図である。

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）
４７ 電流検出回路（検出手段）
３３ａ 摩擦板（伝達部材）
３３ｂ 摩擦板（被伝達部材）

Claims (3)

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伝達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、前記車両ドアの移動状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出信号に基づいて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用ドア開閉装置において、前記制御手段は、前記駆動源の駆動力により前記車両ドアが開閉移動している最中において前記検出手段からの検出信号に基づいて前記車両ドアの移動速度が予め決められた所定値を超えて増速方向に変動した際に前記駆動源の駆動を停止すると共に前記動力伝達機構の前記伝達部材と前記被伝達部材とを接合状態とするよう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。
2. 前記検出手段は、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、請求項１記載の車両ドア開閉装置。
3. 前記制御手段は、前記駆動源の作動電流値を検出する、請求項１記載の車両ドア開閉装置。

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