JP2007023586A - 車両用自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用自動開閉装置の使い勝手を向上させることである。
【解決手段】 車体の側部に装着されるスライドドアの閉塞端には閉動作するスライドドアの移動経路上にある障害物を検出するための静電センサが設けられ、スライドドアが閉動作するときに静電センサのセンサ出力が挟み込み閾値を超えたときには障害物の挟み込みが判定される。挟み込み閾値はドア位置をパラメータとして設定され、全開位置側における静電センサの感度は全閉位置側における静電センサの感度よりも低く設定される。また、スライドドアの移動速度はドア位置に応じて高速度と低速度とに変化し、スライドドアが高速度で自動閉動作するときの静電センサの感度は低速度で自動閉動作するときの静電センサの感度よりも低く設定される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両に設けられた開閉体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、乗員の乗降等を行うために開閉体としてのドアが設けられており、このようなドアとしては、ヒンジ式の横開きドア、スライド式に開閉するスライドドアあるいは車両後端部に取り付けられるバックドア等がある。

これらのドアは、通常、手動で開閉されるようになっているので、操作者が荷物等を抱えている場合などでは、その開閉操作が困難である。特に、スライド式に開閉するスライドドアにあっては、ドア自体が大きく重い場合が多いので、その開閉を自在に行うことが困難な場合があった。そこで、電動モータ等を駆動源とする自動開閉装置を搭載し、携帯端末等に設けられた開閉スイッチを操作すること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。

このような自動開閉装置には、開閉スイッチ操作後に乗降が行われても、ドアと車両との間に障害物が挟まれることを防止するために、挟み込みに対する安全機構が設けられている。例えば特許文献１に示される自動開閉装置では、超音波や赤外線等の検出波を用いた非接触式の障害物センサをドアの閉塞端に設け、この障害物センサにより自動閉動作するドアの移動経路上にある障害物が検出されたときには、ドアを反転動作あるいは停止等させて障害物の挟み込みを回避するようにしている。
特開２００３−２７８４４３号公報

このような自動開閉装置においては、スライドドアの自動閉動作中であっても、ドアが全開位置付近にあってドア開口が十分に広いときには、乗員の乗降や荷物の出し入れ等が行われる場合がある。

しかしながら、従来の自動開閉装置では、非接触式の障害物センサの感度は挟み込みが発生し易い全閉位置付近において十分な検出精度を発揮するように設定されるとともに、その感度はドア位置に拘わらず一定とされているので、ドアが全開位置近くにあるときであっても、乗降する乗員や荷物等が不意に障害物センサに近づくと、容易にドアが反転あるいは停止等されてしまうという問題点があった。

本発明の目的は、車両用自動開閉装置の使い勝手を向上させることにある。

本発明の車両用自動開閉装置は、車体に設けられた開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記開閉体を開閉駆動する駆動手段と、前記開閉体に設けられ、自動閉動作する前記開閉体の移動経路上にある障害物を検出する非接触式の障害物センサとを有し、前記開閉体が全閉位置側にあるときの前記障害物センサの感度よりも前記開閉体が全開位置側にあるときの前記障害物センサの感度を低くすることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉体の位置に応じて前記開閉体の移動速度を低速度と高速度とに変化させるとともに、前記開閉体が高速度で自動閉動作するときには前記開閉体が低速度で自動閉動作するときよりも前記障害物センサの感度を高くすることを特徴とする。

本発明によれば、自動閉動作する開閉体が全開位置側にあるときには障害物センサの感度は全閉位置側における感度よりも低くなるので、自動閉動作する開閉体が全開位置側にあるときに乗降等を行っても、これが障害物と誤判定されることを抑制して、この車両用自動開閉装置の使い勝手を向上させることができる。

また、本発明によれば、開閉体が高速度で自動閉動作するときには障害物センサの感度が高められるので、開閉体が高速度で移動する際における開閉体と障害物との接触を抑制することができる。さらに、開閉体が低速度で自動閉動作するときには障害物センサの感度が低くされるので、開閉体を自動閉動作させながら乗降等を行っても、これが障害物と誤判定されることを抑制して、この車両用自動開閉装置の使い勝手を向上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車両用自動開閉装置を備えた車両の概略を示す説明図であり、この車両１１の車体１２の側部には乗降口１３が形成され、この乗降口１３を開閉するために車体１２の側部には開閉体としてのスライドドア１４が設けられている。

スライドドア１４にはローラアッシー１５が装着され、このローラアッシー１５は車体１２の側部に固定されたガイドレール１６に組み込まれており、ローラアッシー１５がガイドレール１６に沿って移動することにより、スライドドア１４は車体１２の前後方向に移動自在となっている。つまり、スライドドア１４は、図中一点鎖線で示すように、スライドドア１４の開閉体の縁部としての閉塞端１４ａが車体１２の開口部としての開口端１２ａに当接する全閉位置と、図中実線で示すように閉塞端１４ａが開口端１２ａから最も離れる全開位置との間で開閉自在となっている。また、ガイドレール１６の車両前方側には、車室内側に湾曲する曲部１６ａが設けられており、この曲部１６ａにローラアッシー１５が案内されることにより、スライドドア１４は車両１１の側面と同一面に収まるように車体１２の内側に引き込まれて閉じられるようになっている。

なお、図示はしないが、ローラアッシー１５は図示する部位（センター部）以外にスライドドア１４の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）にも設けられており、これらに対応して車体１２の上下部位にもアッパー部・ロア部に対応するガイドレールが設けられ、スライドドア１４は車体１２に計３カ所において支持されている。

スライドドア１４を全閉位置と全開位置との間で自動的に開閉するために、車両１１には車両用自動開閉装置２１（以下、開閉装置２１とする。）が設けられている。この開閉装置２１は、スライドドア１４を開閉駆動する駆動手段としての駆動ユニット２２と、スライドドア１４に接続されるケーブル２３とを有し、駆動ユニット２２はガイドレール１６の長手方向の略中間部に位置して車体１２に固定されている。

図２は図１に示す車両用自動開閉装置の制御体系を示す説明図であり、駆動ユニット２２は電動モータ２４と電動モータ２４に固定される減速機２５とを備え、電動モータ２４の出力は減速機２５により所定の回転数にまで減速されて出力軸２６から出力される。なお、電動モータ２４としては、例えばブラシ付き直流モータやブラシレスモータ等の正逆両方向に回転可能な電動モータが用いられる。

出力軸２６には円筒形状のドラム２７が固定されており、駆動ユニット２２に案内されたケーブル２３はドラム２７の外周面に複数回巻き付けられている。図１に示すように、ガイドレール１６の長手方向の両端部にはそれぞれ反転プーリ２８ａ，２８ｂが設けられ、ドラム２７から車両前方側に導かれたケーブル２３は反転プーリ２８ａにより移動方向を変換されて車両前方側からスライドドア１４に接続され、ドラム２７から車両後方側に導かれたケーブル２３は反転プーリ２８ｂにより移動方向を変換されて車両後方側からスライドドア１４に接続されている。また、ケーブル２３の各端部は図示しないテンショナ（張力発生装置）を介してスライドドア１４に接続され、これらのテンショナによりケーブル２３には所定の張力が付与されるようになっている。なお、ケーブル２３とスライドドア１４との接続部に限らず、例えば駆動ユニット２２等にテンショナを設けるようにしてもよい。また、ケーブル２３としては、ケーブルを２本として、各ケーブルの端部をドラム２７の外周面に複数回巻き付けたのちドラム２７に固定し、夫々のケーブルの反対側の各端部を反転プーリ２８ａ，２８ｂに向けて配索するように構成してもよい。

減速機２５には電動モータ２４と出力軸２６との間の動力伝達経路を断続するクラッチ機構２９が設けられ、スライドドア１４が手動で開閉操作されるときにはクラッチ機構２９は遮断状態に切り替えられ、手動によるスライドドア１４の開閉操作を容易に行い得るようになっている。

電動モータ２４が作動してドラム２７が電動モータ２４により回転駆動されると、ドラム２７によりケーブル２３が駆動され、スライドドア１４はケーブル２３に引かれながら開方向または閉方向に移動する。例えば、電動モータ２４が正転し、図２中で反時計回り方向にドラム２７が回転すると、車両後方側のケーブル２３がドラム２７に巻き取られてスライドドア１４はケーブル２３に引かれながら開方向に移動する。反対に、電動モータ２４が逆転し、図２中で時計回り方向にドラム２７が回転すると、ケーブル２３の車両前方側がドラム２７に巻き取られてスライドドア１４はケーブル２３に引かれながら閉方向に移動する。このように、スライドドア１４はケーブル２３を介して駆動ユニット２２に接続され、駆動ユニット２２によってケーブル２３が作動されることにより自動開閉動作されるようになっている。

出力軸２６には周方向に多数の磁極が着磁された多極着磁磁石３１が固定され、この多極着磁磁石３１の近傍には互いに所定の位相差を有して２つのホールＩＣ３２ａ，３２ｂが配置されており、出力軸２６が回転するとホールＩＣ３２ａ，３２ｂからは出力軸２６の回転数に比例した周期でパルス信号が出力される。

電動モータ２４の作動制御つまりはスライドドア１４の開閉制御をするために、電動モータ２４には制御装置３３が接続されている。この制御装置３３は、図示しないマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ等を備えた所謂マイクロコンピュータとしての機能を有しており、スライドドア１４に設けられた開閉スイッチとしての機能を有するドアハンドル３４や携帯端末等に設けられた図示しない開閉スイッチからの開閉指令信号等に基づいて電動モータ２４の作動を制御するようになっている。

制御装置３３には前述のホールＩＣ３２ａ，３２ｂが接続され、ホールＩＣ３２ａ，３２ｂからのパルス信号は制御装置３３に入力され、制御装置３３は入力されるパルス信号の周期に基づいて電動モータ２４の回転速度つまりスライドドア１４の移動速度を検出し、パルス信号の出現タイミングに基づいて電動モータ２４の回転方向つまりスライドドア１４の移動方向を検出するようになっている。また、制御装置３３は、スライドドア１４が基準位置（例えば全閉位置）にあるときを起点としてホールＩＣ３２ａ，３２ｂからのパルス信号を積算（カウント）することにより、スライドドア１４の位置（以下、ドア位置とする）を検出するようになっている。そして、制御装置３３は、パルス数から算出したドア位置や移動速度や移動方向あるいはドアハンドル３４からの指令信号等をメモリ内に格納された制御プログラムに従って演算し、この演算結果に基づいて、図示しないバッテリ等の電源からの直流電流を電動モータ２４に供給して、その作動制御を実行するようになっている。

この開閉装置２１には、自動閉動作するスライドドア１４の移動経路上にある障害物を検出してスライドドア１４と障害物との接触を防止するために、非接触式の障害物センサとしての３つの静電センサ３６が設けられている。これらの静電センサ３６は、それぞれスライドドア１４の閉塞端１４ａに上下方向に並べて設けられており、それぞれ制御装置３３に接続されてその検出信号は制御装置３３に入力されるようになっている。

図３は静電センサのセンサ出力と挟み込み閾値との関係を示す特性線図であり、これらの静電センサ３６は静電容量型の近接スイッチとなっており、スライドドア１４の閉塞端１４ａと当該閉塞端１４ａの前方にある物体との距離を静電容量の変化から検出し、物体との距離に応じた検出信号をセンサ出力として出力する。つまり、スライドドア１４の閉塞端１４ａと車体１２の開口端１２ａとの間に障害物が無い場合では、図３中に実線で示すように、スライドドア１４が全開位置から全閉位置より所定距離だけ前の範囲にあるときには静電センサ３６のセンサ出力はほぼ一定の値となり、そこから、スライドドア１４の全閉位置付近に近づくに連れて、車体１２の開口端１２ａを物体として検出することにより、静電センサ３６のセンサ出力は急激に上昇する。

制御装置３３の図示しないメモリ内には挟み込み閾値を演算するための演算式が格納されており、制御装置３３はこの演算式にホールＩＣ３２ａ，３２ｂからのパルス信号を積算することにより検出されるドア位置を算入して、挟み込み閾値を算出する。そして、スライドドアの自動閉動作が開始されたときには、制御装置３３は、上述の演算式により演算される挟み込み閾値と静電センサ３６から入力される検出信号のセンサ出力とを比較し、静電センサ３６のセンサ出力が挟み込み閾値を超えたときには、スライドドア１４の閉塞端１４ａと車体１２の開口端１２ａとの間における障害物の挟み込みが生じたと判定するようになっている。

図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれスライドドアの閉塞端と車体の開口端との間における障害物の挟み込みの判定手順を示す説明図であり、図４（ａ）に示すように、スライドドア１４の閉塞端１４ａと車体１２の開口端１２ａとの間に障害物Ｍがあるときにスライドドア１４が自動閉動作を開始し、図４（ｂ）に示すように、スライドドア１４が障害物Ｍに所定距離以内に近づくと、静電センサ３６のセンサ出力は大きく上昇して挟み込み閾値を超え、これにより制御装置３３により挟み込みが判定される。挟み込みが判定されると、制御装置３３により電動モータ２４は逆転制御され、図４（ｃ）に示すように、スライドドア１４は自動開動作に移行し、障害物Ｍの挟み込みが回避される。

なお、本実施の形態においては、制御装置３３により挟み込みが判定されたときには、スライドドア１４を自動開動作に移行させるようにしているが、これに限らず、例えば、スライドドア１４を停止させたり、所定の速度まで減速させたりする等、障害物Ｍの挟み込みを回避できる動作であれば他の動作をさせるようにしてもよい。

図３に一点鎖線で示すように、制御装置３３により設定される挟み込み閾値はドア位置をパラメータとして算出され、スライドドア１４が全開位置にあるときには、障害物Ｍが無い場合における静電センサ３６のセンサ出力に対するオフセット量αが大きく、スライドドア１４のドア位置が全閉位置側に向けて移動するに連れてオフセット量αが減少し、スライドドア１４が所定のドア位置よりも全閉位置側にあるときにはオフセット量αは一定に設定されるようになっている。つまり、この開閉装置２１では、自動閉動作するスライドドア１４が全閉位置付近にあるときには静電センサ３６の感度は確実に障害物Ｍを検出できる程度に設定されるとともに、スライドドア１４が障害物Ｍの挟み込みを生じるおそれが少ない全開位置側にあるときには、静電センサ３６の感度は全閉位置側における静電センサ３６の感度よりも低く設定されるようになっている。

図３に比較例として破線で示されるように、挟み込み閾値を全開位置から全閉位置の間で、障害物Ｍがないときにおける静電センサ３６のセンサ出力に対して常に一定のオフセット量となるように設定すると、スライドドア１４を全開位置から自動閉動作させた直後に乗員等の乗降や荷物の積み下ろし等の作業が行われると、乗員あるいは荷物等が静電センサ３６により検出され、図３中に２点鎖線で示すように静電センサ３６のセンサ出力が上昇し、これが図中破線で示す挟み込み閾値を超えて挟み込みが検出されてしまう。

これに対して、本発明の開閉装置２１では、自動閉動作するスライドドア１４が全開位置側にあるときには、障害物Ｍがないときにおける静電センサ３６のセンサ出力に対して挟み込み閾値のオフセット量αはスライドドア１４が全閉位置にあるときよりも大きく設定され、つまりスライドドア１４が全開位置側にあるときには静電センサ３６の感度は全閉位置側における静電センサ３６の感度よりも小さく設定されているので、スライドドア１４を全開位置から自動閉動作させた直後に乗員等の乗降や荷物の積み下ろし等の作業が行われても、静電センサ３６のセンサ出力が容易に挟み込み閾値を超えることはない。したがって、スライドドア１４が全開位置付近にあるときに乗員の乗降等が行われても、これが障害物として誤判定されて不意に反転動作されることなくスライドドア１４の自動閉動作は継続され、この開閉装置２１の使い勝手が向上する。

このように、この開閉装置２１では、自動閉動作するスライドドア１４が全開位置側にあるときには静電センサ３６の感度は低くなるので、スライドドア１４が全開位置側にあるときにスライドドア１４を自動閉動作させながら乗降等をしても、これが挟み込みとして誤判定されることが抑制される。したがって、乗員等は、スライドドア１４を自動閉動作させた後に乗降等をしても、スライドドア１４が反転等することがないので、再度のドアハンドル３６の操作等が不要となり、また、乗員等の所望の動作が妨げられることもなく、この開閉装置２１の使い勝手は向上する。

図５はドア位置に応じたスライドドアの移動速度の変化を示す特性線図であり、この開閉装置２１では、全開位置から全閉位置にまで自動閉動作するスライドドア１４の移動速度Ｖは、全開位置から所定距離Ｌ１だけ進む間は所定速度まで徐々に増速され、所定距離Ｌ１だけ進んでから全閉位置から所定距離Ｌ２だけ手前までの範囲では一定とされ、そこから全閉位置に達するまでは徐々に減速されるようになっている。つまり、この開閉装置２１では、スライドドア１４の移動速度Ｖは、スライドドア１４の位置に基づいて、図５中に破線で示す判定速度よりも遅い低速度と、判定速度よりも速い高速度とに変化するようになっている。なお、判定速度は予め実験等により所定の値に設定され、制御装置３３のメモリ内に格納されて、必要に応じてＣＰＵにより参照される。

そして、この開閉装置２１では、スライドドア１４が高速度で自動閉動作するときには低速度で自動閉動作するときよりも静電センサ３６の感度を高くするように、図３に示す挟み込み閾値を補正するようにしている。つまり、スライドドア１４が全開位置から自動閉動作を開始すると、挟み込み閾値は全開位置を最大として徐々に小さくなる、つまり全開位置における感度を最低として徐々に感度が上げられていくが、これに加えて、スライドドア１４の移動速度が徐々に増加して判定速度を超えたときには、挟み込み判定値はその値が大きくなるように、つまり感度が増すように補正される。

このように、この開閉装置２１では、スライドドア１４が高速度で自動閉動作し、挟み込みの危険性が高まったときには、静電センサ３６の感度がより高められるので、スライドドア１４と障害物Ｍとの接触を効果的に抑制することができる。また、スライドドア１４が低速度で自動閉動作し、挟み込みの危険性が低下したときには、静電センサ３６の感度が低くされるので、スライドドア１４を自動閉動作させながら乗降等をしても、これが挟み込みとして誤判定されることは抑制され、乗員等の所望の動作が妨げられることはなく、この開閉装置２１の使い勝手は向上する。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図３に示す挟み込み閾値の変形例を示す特性線図であり、図７は図５に示すスライドドアの速度制御の変形例を示す特性線図である。

本実施の形態においては、図３に示すように、静電センサの感度は、自動閉動作するスライドドア１４が全開位置にあるときに最低となり、そこから徐々に感度が上げられ、スライドドアが所定距離だけ全閉位置側に進んだところからは一定の感度に設定されているが、これに限らず、例えば図６（ａ）に示すように、静電センサ３６の感度を複数の段階に分けて変化させるようにしてもよく、また、図６（ｂ）に示すように、全開位置側の所定の範囲の感度を低下させるようにするなど、全開位置側における感度が全閉位置側における感度よりも低く設定されていればよい。

また、本実施の形態においては、スライドドア１４の移動速度は、図５に示すように、全開位置から徐々に増速され、全閉位置直前において徐々に減速されるが、これに限らず、例えば図７に示すように、スライドドア１４の移動速度を複数の段階に分けて増速あるいは減速させるようにしてもよく、この場合、各段階毎に高速度あるいは低速度を判定するようにしてもよい。

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、本実施の形態においては、開閉体はスライドドア１４とされているが、これに限らず、乗降用のヒンジ式の横開きドアや車両後端部に設けられるバックドア、トランクリッド等としてもよい。

また、本実施の形態においては、障害物センサとして非接触式の静電センサ３６が用いられているが、これに限らず、超音波センサや光電スイッチなど、非接触式であれば他のセンサを用いるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、挟み込み閾値はドア位置をパラメータとして、メモリ内に格納された演算式によって算出するようにしているが、これに限らず、ドア位置をパラメータとしてメモリ内に格納したマップを参照して挟み込み閾値を設定するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、挟み込み閾値の算出基準とされるドア位置を駆動ユニット２２に設けられたホールＩＣ３２ａ，３２ｂからのパルス信号に基づいて算出するようにしているが、これに限らず、例えば、駆動ユニット２２に設けられるエンコーダ等により検出するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を備えた車両の概略を示す説明図である。 車両用自動開閉装置の制御体系を示す説明図である。 静電センサのセンサ出力と挟み込み閾値との関係を示す特性線図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれスライドドアの閉塞端と車体の開口端との間における障害物の挟み込みの判定手順を示す説明図である。 ドア位置に応じたスライドドアの移動速度の変化を示す特性線図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ図３に示す挟み込み閾値の変形例を示す特性線図である。 図５に示すスライドドアの速度制御の変形例を示す特性線図である。

符号の説明

１１ 車両
１２ 車体
１２ａ 開口端（開口部）
１３ 乗降口
１４ スライドドア（開閉体）
１４ａ 閉塞端（縁部）
１５ ローラアッシー
１６ ガイドレール
１６ａ 曲部
２１ 車両用自動開閉装置
２２ 駆動ユニット（駆動手段）
２３ ケーブル
２４ 電動モータ
２５ 減速機
２６ 出力軸
２７ ドラム
２８ａ，２８ｂ 反転プーリ
２９ クラッチ機構
３１ 多極着磁磁石
３２ａ，３２ｂ ホールＩＣ
３３ 制御装置
３４ ドアハンドル
３６ 静電センサ（障害物センサ）
Ｖ 移動速度
Ｌ１，Ｌ２ 所定距離
Ｍ 障害物

Claims (2)

1. 車体に設けられた開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
   前記開閉体を開閉駆動する駆動手段と、
   前記開閉体に設けられ、自動閉動作する前記開閉体の移動経路上にある障害物を検出する非接触式の障害物センサとを有し、
   前記開閉体が全閉位置側にあるときの前記障害物センサの感度よりも前記開閉体が全開位置側にあるときの前記障害物センサの感度を低く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、前記開閉体の位置に応じて前記開閉体の移動速度を低速度と高速度とに変化させるとともに、前記開閉体が高速度で自動閉動作するときには前記開閉体が低速度で自動閉動作するときよりも前記障害物センサの感度を高くすることを特徴とする車両用自動開閉装置。

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