JP2007284970A - 開閉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】制御を簡略化することができる開閉装置を提供する。
【解決手段】スライドドア装置1は、全閉位置と全開位置との間で移動されるドアパネルを備えている。ドアパネルを開閉駆動するスライドモータ27は、ドアパネルの移動速度を変化させるべく制御回路装置31によってその回転速度が制御される。異物検出センサ41は、ドアパネルに配置されたセンサ電極52を用いて、センサ電極52と該センサ電極52に近接する導電性の異物との間の静電容量の変化を検出する。C−V変換回路43は、予め設定された一定の測定時間あたりのセンサ電極52における静電容量の変化量をセンサ電極52にて検出された静電容量の変化に基づいて検出値として算出する。制御回路装置31の異物近接判定回路31aは、ドアパネルと乗降口の周縁との間に異物が存在するか否かを判定するための一定のしきい値と前記検出値とを比較し、前記異物の有無を判定する。
【選択図】図2

Description

本発明は開閉装置に関するものである。
従来、車両の側方に設けられたドアパネルをモータ等の駆動力によって車両の前後方向に沿ってスライド移動(開閉作動)させる開閉装置には、閉作動中のドアパネルと車体との間の異物の存在を検出するための検出センサを備えるものがある。このような検出センサには、例えば特許文献1に記載されているように、ドアパネルと車体との間の異物を静電容量の変化により検出するためのセンサ電極を備えたものがある。このセンサ電極は、例えばドアパネルの前端に沿って配置される。そして、ドアパネルの閉作動中にドアパネルと車体との間に異物が存在した場合、センサ電極における静電容量が変化すると共に、この静電容量の変化は、信号電圧として検出センサの制御装置に出力される。制御装置は、入力された信号電圧と所定のしきい値とを比較する。そして、信号電圧が所定のしきい値を超えている場合には、制御装置は、ドアパネルと車体との間に異物が存在すると判定し、モータ等の駆動力によりドアパネルを全開位置まで移動させる。
ところで、閉作動中のドアパネルは、全閉位置に近づくと、その前端が前席ドアやセンターピラー(Bピラー)に近接する。すると、ドアパネルの前端が前席ドアやセンターピラーに近接することによってセンサ電極における静電容量が変化してしまい、信号電圧が所定のしきい値を超えて異物の存在が誤検出されてしまう虞がある。そこで、従来は、例えば、全閉位置まで所定距離となる位置にドアパネルが配置されると、制御装置においてしきい値を調整したり、静電容量の変化に応じて検出センサが出力する電圧信号を補正したりすることにより、検出センサの感度を相対的に低くして異物の存在の誤検出を防止している。また、前席ドアやセンターピラーによって及ぼされる静電容量の変化を考慮して、ドアパネルの全作動領域において一定のしきい値を設定することにより、異物の存在の誤検出を抑制している。
特開2004−257788号公報
しかしながら、異物の存在の誤検出防止のために、ドアパネルの位置に応じてしきい値を調整したり電圧信号を補正したりすると、制御装置における開閉装置の制御が複雑になってしまうという問題がある。また、ドアパネルの全作動領域において、前席ドアやセンターピラーによって及ぼされる静電容量の変化を考慮した一定のしきい値を設定する場合には、前席ドア等によって静電容量の変化が生じる領域以外のドアパネルの作動領域においても異物検出の感度が低くなってしまうという問題がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、制御を簡略化することができる開閉装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、導電性の固定体に形成された開口部を閉鎖する全閉位置と、前記開口部を開放する全開位置との間で移動される移動体を備えた開閉装置であって、前記移動体を開閉駆動する駆動モータと、前記駆動モータの回転速度を制御して前記移動体の移動速度を変化させる速度制御手段と、前記移動体の閉作動時における移動方向前方側の端部に配置されたセンサ電極を有し、前記センサ電極と該センサ電極に近接する導電性の異物との間の静電容量の変化を検出する検出センサと、予め設定された一定の測定時間あたりの前記センサ電極における静電容量の変化量を前記センサ電極にて検出された静電容量の変化に基づいて検出値として算出し、前記移動体と前記開口部の周縁との間に前記異物が存在するか否かを判定するための一定のしきい値と前記検出値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動体と前記開口部の周縁との間に前記異物が存在するか否かを判定する判定手段と、を備えたことをその要旨としている。
同構成によれば、速度制御手段は、駆動モータの回転速度を制御することにより移動体の移動速度を変化させる。そして、判定手段は、予め設定された一定の測定時間あたりのセンサ電極における静電容量の変化量をセンサ電極にて検出された静電容量の変化に基づいて検出値として算出する。更に、判定手段は、その検出値と、移動体と開口部の周縁との間に異物が存在するか否かを判定するための一定のしきい値とを比較し、その比較結果に基づいて移動体と開口部の周縁との間に異物が存在するか否かを判定する。ここで、一般的に、移動体と開口部の周縁との間に異物が存在する場合、一定の測定時間あたりのセンサ電極における静電容量の変化量は、移動体の移動速度が大きいほど大きくなり、逆に、移動体の移動速度が小さいほど小さくなる。そのため、上記のように算出された検出値としきい値とを比較して移動体と開口部の周縁との間に異物が存在するか否かを判定すると、移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出感度は、移動体の移動速度に応じたものとなる。よって、判定手段による移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出の感度は、移動体の速度を制御することにより調整することができるため、異物の誤検出を防止するために移動体の位置に応じてしきい値を調整する等の制御を行わなくてもよい。その結果、開閉装置を正常に作動させるための制御が簡略化され、従来の開閉装置に比べて制御を簡略化することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の開閉装置において、前記移動体の位置に応じた位置検出信号を出力する位置検出手段を備え、前記速度制御手段は、前記位置検出信号に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御することをその要旨としている。
同構成によれば、速度制御手段は、移動体の位置に応じた位置検出信号に基づいて駆動モータの回転速度を制御することから、駆動モータの回転速度は移動体の位置に応じたものとなる。そして、判定手段による移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出の感度は、移動体の移動速度に応じて変化されることから、移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出感度を移動体の位置に応じたものとすることが可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の開閉装置において、前記速度制御手段は、前記移動体の移動領域のうち前記全開位置と該全開位置よりも前記全閉位置側に設定された閉側移動体位置との間に設定された高速作動領域においては、前記移動体が高速で作動するように前記駆動モータの回転速度を制御し、前記閉側移動体位置から該閉側移動体位置と前記全閉位置との間に設定された全閉直前位置までの閉側作動領域においては、前記移動体が低速で作動するように前記駆動モータの回転速度を制御することをその要旨としている。
同構成によれば、速度制御手段は、高速作動領域においては移動体が高速で作動するように駆動モータを制御し、閉側作動領域では移動体が低速で作動するように駆動モータを制御する。従って、移動体の閉作動時における移動方向前方側の端部と対向する開口部の周縁に同移動体が近接することによって、センサ電極を用いて検出される静電容量の変化に影響が出ると考えられる閉側作動領域では、移動体は低速で作動されることから、閉側作動領域においては、判定手段による移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出の感度は低くなる。その結果、移動体の閉作動時において、移動体の移動方向前方側の端部と対向する開口部の周縁に移動体が近接することによってセンサ電極における静電容量が変化したために異物の存在が誤検出されるといった不都合を低減させることができる。一方、閉側作動領域よりも全開位置側となる高速作動領域においては、移動体は、閉側作動領域にある場合よりも高速で作動されることから、判定手段による移動体と開口部の周縁との間に存在する異物の検出の感度は高くなる。従って、移動体が高速作動領域にある場合には、該移動体が閉側作動領域にある場合よりも、移動体と開口部の周縁との間に存在する異物を精度よく検出することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の開閉装置において、前記しきい値は、前記移動体の閉作動時に前記移動体と前記開口部の周縁との間に異物が存在しない状態で予め前記センサ電極にて検出された前記静電容量の実変化に基づいて設定されていることをその要旨としている。
同構成によれば、しきい値は、移動体の閉作動時に移動体と開口部の周縁との間に異物が存在しない状態で予めセンサ電極にて検出された静電容量の実変化に基づいて設定されていることから、移動体の移動方向前方側の端部形状や、該端部と対向する開口部の周縁の形状に応じて、しきい値をより好適な値に設定することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の開閉装置において、前記固定体は、車両のボディであり、前記移動体は、前記車両の側方に設けられた前記開口部を開閉すべく前記車両の前後方向に沿ってスライド移動されるドアパネルであることをその要旨としている。
同構成によれば、車両の側方に形成された開口部と該開口部を閉塞するドアパネルとを備えた開閉装置において、ドアパネルを正常に作動させるための制御を簡略化することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の開閉装置において、前記固定体は、車両のボディであり、前記移動体は、前記車両の後部に設けられた前記開口部を開閉すべく作動されるバックドアであることをその要旨としている。
同構成によれば、車両の後部に形成された開口部と該開口部を閉塞するバックドアとを備えた開閉装置において、バックドアを正常に作動させるための制御を簡略化することができる。
本発明によれば、制御を簡略化することが可能な開閉装置を提供することができる。
以下、本発明を車両に搭載される電動スライドドア装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の電動スライドドア装置(開閉装置)1を搭載した車両2を示す斜視図である。図1に示すように、車両2は、導電性金属材料よりなる車体(ボディ)3を備えると共に、該車体3の左側側面には、四角形状をなす開口部としての乗降口3aが形成されている。この乗降口3aは、導電性金属材料により形成され該乗降口3aに応じた四角形状をなすドアパネル4によって開閉される。また、図4に示すように、乗降口3aの前方には、導電性を有する助手席側ドアパネル5が設けられていると共に、乗降口3aを閉鎖した状態のドアパネル4と前記助手席側ドアパネル5との間には、導電性を有するセンターピラー6が車両2の上下方向に延びるように設けられている。
図1に示すように、前記ドアパネル4は、乗降口3aを開閉するために作動機構11を介して車体3に対して略前後方向に移動可能に取り付けられていると共に、該ドアパネル4にはラッチ等のロック機構(図示略)が設けられている。このロック機構は、ドアパネル4が乗降口3aを閉鎖した状態(即ちドアパネル4が全閉位置に配置された状態)にある場合に、ドアパネル4を車体3に対して移動不能とすべく固定するためのものである。そして、ロック機構には、ハーフラッチ検出手段(図示略)が設けられており、該ハーフラッチ検出手段は、当該ロック機構がハーフラッチ状態になると、ハーフラッチ検出信号を電動スライドドア装置1の制御回路装置31(図2参照)に出力する。
前記作動機構11は、車体3に設けられたアッパレール12、ロアレール13、センターレール14、及びドアパネル4側に設けられたアッパアーム15、ロアアーム16、センターアーム17から構成されている。
アッパレール12及びロアレール13は、車両2において乗降口3aの上部及び下部にそれぞれ設けられ、車両2の略前後方向に沿って延びている。センターレール14は、車両2において乗降口3aよりも後方となる部位の略中央部に設けられ、車両2の略前後方向に沿って延びている。これら各レール12〜14は、その後端から前端側に向かって車両2の前後方向に沿うように形成されると共に、途中からその前端側が車室内側に向くように湾曲している。
前記各アーム15〜17は、ドアパネル4の車室内側の面における上部、下部及び中央部の所定位置にそれぞれ固定されている。そして、アッパアーム15は前記アッパレール12に対して、ロアアーム16は前記ロアレール13に対して、センターレール14は前記センターアーム17に対してそれぞれ連結されると共に、各アーム15〜17は、各レール12〜14に案内されて車両2の前後方向に移動可能となっている。
また、前記ロアアーム16は、駆動機構21の駆動により前後方向に駆動される。駆動機構21は、車室内側に配置される無端ベルト22、スライドアクチュエータ23、クローザアクチュエータ24を備えている(図2参照)。そして、前記ロアレール13よりも車室内側となる位置には、車両2の上下方向の軸回りに回転する駆動プーリ25及び複数の従動プーリ26が設けられており、これら駆動プーリ25及び従動プーリ26に前記無端ベルト22が架け回されている。この無端ベルト22には、前記ロアアーム16の先端部が固定されている。
図1及び図2に示すように、前記駆動プーリ25には、前記スライドアクチュエータ23が接続されている。スライドアクチュエータ23は、車室内側に配置され、駆動モータとしてのスライドモータ27と、該スライドモータ27の回転を減速して前記駆動プーリ25に伝達する減速機構(図示略)とを備えている。そして、スライドモータ27が駆動され駆動プーリ25が回転すると、無端ベルト22が従動回転して前記ロアアーム16が前後方向に移動し、前記ドアパネル4が前後方向にスライド移動する。
また、図2に示すように、スライドアクチュエータ23内には、スライドモータ27の回転数を検出する位置検出手段としての回転センサ28が備えられている。回転センサ28は、スライドモータ27の回転に対応した位置検出信号を制御回路装置31に出力する。この回転センサ28は、例えば、スライドモータ27の回転軸若しくは前記減速機構を構成する減速ギヤ(図示略)と一体回転する永久磁石(図示略)と、該永久磁石に対向配置されるホール素子(図示略)とから構成され、位置検出信号としてパルス信号を出力する。
前記クローザアクチュエータ24は、図1に示すドアパネル4の内部に配置されていると共に、クローザモータ29と、該クローザモータ29の回転を減速する減速機構(図示略)とを備えている。そして、クローザモータ29が駆動されると、前記ロック機構によるロックが可能な位置までドアパネル4が移動される。
また、電動スライドドア装置1は、制御回路装置31に電気的に接続された操作スイッチ33を備えている。この操作スイッチ33は、搭乗者によって操作スイッチ33が乗降口3aを開放するように操作されると、制御回路装置31に乗降口3aを開放するようにドアパネル4をスライド移動させる旨の開信号を出力する。一方、搭乗者によって操作スイッチ33が乗降口3aを閉鎖するように操作されると、操作スイッチ33は、制御回路装置31に乗降口3aを閉鎖するようにドアパネル4をスライド移動させる旨の閉信号を出力する。この操作スイッチ33は、車両2(ダッシュボード等)やドアパネル4の車室側の側面、イグニッションキーと共に携帯される携帯品(図示略)等に設けられている。
また、電動スライドドア装置1は、検出センサとしての異物検出センサ41を備えている。本実施形態の異物検出センサ41は、センサ本体42、C−V変換回路43及びON−OFF検出部44から構成されている。
図1に示すように、センサ本体42は、ドアパネル4の閉作動時における進行方向前方側の端部、即ちドアパネル4の前端に配置されている。図3(a)に示すように、ケーブル状のセンサ本体42は、絶縁性を有する材料により形成され弾性変形可能な円筒状の外皮51を備えている。この外皮51の内部に、導電性を有する円筒状のセンサ電極52が設けられている。図2に示すように、センサ電極52は、前記C−V変換回路43に電気的に接続されており、制御回路装置31及びC−V変換回路43を介してバッテリ32から電源が供給される。そして、図3(a)に示すように、このセンサ電極52の内部には、感圧部53が設けられている。
感圧部53は、前記センサ電極52の内側に配置された保持部54と、該保持部54の内側に配置された4本の電極線55a〜55dとを備えている。保持部54は、軟質の合成樹脂材料やゴム等の絶縁性及び弾性を有する材料により形成されると共に、保持部54の中央部には、該保持部54の長手方向に沿って延びる中心孔56が形成されている。中心孔56は、周方向に等角度間隔となる4箇所に径方向外側に向かって凹設された離間凹部56aを備えることにより、保持部54の長手方向と直交する方向の断面形状が十字形状をなしている。そして、中心孔56は、保持部54の中心軸線をその回転中心として4つの離間凹部56aがそれぞれ螺旋状となるように保持部54の長手方向に沿って延びている。
また、保持部54の内側には、該保持部54にて保持される前記電極線55a〜55dが配置されている。各電極線55a〜55dは、導線等の導電性細線を撚り合わせて形成され可撓性を有する紐状の導体57と、導電性を有し該導体57の外周を被覆する円筒状の導電被覆部58とから構成されている。各電極線55a〜55dは、保持部54の内部で、4つの前記離間凹部56a間にそれぞれ配置されて螺旋状をなしている。また、感圧部53を径方向に沿って切った断面を見ると、各電極線55a〜55dは、中心孔56側から保持部54に一体的に固着されており、各電極線55a〜55dにおける保持部54の外周側の半分弱が保持部54内に埋設されている。
また、図2に示すように、電極線55a及び電極線55cは、長手方向の一端で導通していると共に、電極線55b及び電極線55dも、長手方向の一端で導通している。そして、電極線55cと電極線55dとは、長手方向の他端で抵抗59を介して導通している。更に、電極線55bの長手方向の一端は、グランドGNDに接続されていると共に、電極線55aの長手方向の一端は、前記ON−OFF検出部44に電気的に接続されている。そして、電極線55aには、制御回路装置31及びON−OFF検出部44を介してバッテリ32から電源が供給される。
このようなセンサ本体42は、図1に示すように、絶縁性を有する保持部材(図示略)を介してドアパネル4の前端に配置されると共に、同ドアパネル4の前端に沿ってドアパネル4の上下方向に延びている。そして、図3(b)に示すように、例えば矢印α方向からセンサ本体42に押圧力が加えられると、外皮51、センサ電極52及び保持部54が弾性変形する。この時、中心孔56が潰れる程に押圧力が加えられて保持部54が弾性変形すると、電極線55a及び電極線55cの何れか一方と、電極線55b及び電極線55dの何れか一方とが接触して互いに導通する。そして、押圧力が取り除かれると、外皮51、センサ電極52及び保持部54が復元し、電極線55a〜55dも復元して非導通状態となる。
前記ON−OFF検出部44は、感圧部53と共に、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物X(図4参照)に接触して該異物Xを検出する接触式のセンサを構成している。図2に示すように、このON−OFF検出部44は、グランドGNDに接続されている。ここで、センサ本体42に押圧力が加えられていない通常の状態(図3(a)に示す状態)では、電極線55aに供給される電流は、電極線55aから電極線55c,55dを介して電極線55bへ流れる際、抵抗59を介して流れる。しかし、センサ本体42に押圧力が加えられる(例えば図3(b)に示す状態になる)と、保持部54が弾性変形して、電極線55a及び電極線55cの何れか一方と、電極線55b及び電極線55dの何れか一方とが接触して互いに導通して短絡される。すると、電極線55aから電極線55c,55dを介して電極線55bへ流れる電流は、抵抗59を介さずに流れることになり、通常の状態における電極線55aとグランドGNDとの間の電圧値に対して、電極線55aとグランドGNDとの間の電圧値が変化する。ON−OFF検出部44は、この時の電極線55aとグランドGNDとの間の電圧値の変化を検出し、電極線55a及び電極線55cの何れか一方と電極線55b及び電極線55dの何れか一方とが接触して互いに短絡されたことに基づいて電圧値が変化したことを示す電圧値検出信号を制御回路装置31に出力する。例えば、ON−OFF検出部44は、通常の状態における電極線55aとグランドGNDとの間の電圧値に基づいて設定されたしきい値を持っており、検出した電極線55aとグランドGNDとの間の電圧値がしきい値を越えた場合に電圧検出信号を出力する。
図2に示すように、前記C−V変換回路43は、前記センサ電極52と電気的に接続されており、前記センサ電極52と共にドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xを非接触で検出する静電容量式のセンサを構成している。このC−V変換回路43は、ドアパネル4内に配置されると共に制御回路装置31に電気的に接続されている。そして、C−V変換回路43は、センサ電極52を用いて検出される該センサ電極52と地面との間の静電容量の変化量に基づいて、予め設定された一定の測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を算出し、その算出結果(検出値)を制御回路装置31に出力する。
本実施形態の電動スライドドア装置1は、異物近接判定回路31aを備えた制御回路装置31により制御される。制御回路装置31は、例えば、スライドモータ27の近傍若しくは該スライドモータ27と一体に設けられている。そして、制御回路装置31は、車両2に備えられるバッテリ32から駆動電源の供給を受けている。
制御回路装置31は、前記ハーフラッチ検出手段、回転センサ28、操作スイッチ33、C−V変換回路43及びON−OFF検出部44から入力される各種信号に応じてスライドアクチュエータ23及びクローザアクチュエータ24を制御する。詳述すると、制御回路装置31は、操作スイッチ33から開信号が入力されるとドアパネル4を全開位置Poまで開作動させ、操作スイッチ33から閉信号が入力されるとドアパネル4を全閉位置Pcまで閉作動させるべくスライドモータ27を制御する。また、制御回路装置31は、前記ハーフラッチ検出手段から前記ハーフラッチ検出信号が入力されると、ドアパネル4をロック機構によるロックが可能な位置まで移動させるべくクローザモータ29を制御する。更に、制御回路装置31は、回転センサ28から入力される位置検出信号に基づいてドアパネル4のスライド量、即ちドアパネル4の位置を検出する。
ここで、前記スライドモータ27は、本実施形態では、コモンブラシ27a、低速用ブラシ27b及び高速用ブラシ27cの3つのブラシを備えている。コモンブラシ27a及び低速用ブラシ27bは、スライドモータ27の回転軸(図示略)を挟んで互いに対向する位置に配置されると共に、高速用ブラシ27cは、低速用ブラシ27bに対して所定角度回転した位置に配置されている。そして、スライドモータ27には、コモンブラシ27a及び低速用ブラシ27bを介して駆動電源が供給されるか、若しくはコモンブラシ27a及び高速用ブラシ27cを介して駆動電源が供給される。この場合、低速用ブラシ27bを用いてスライドモータ27に駆動電源が供給されると、スライドモータ27は低速高トルクで回転する。一方、高速用ブラシ27cを用いてスライドモータ27に駆動電源が供給されると、スライドモータ27は、低速用ブラシ27bを用いて駆動電源が供給される場合に比べて高速低トルクで回転する。
図4に示すように、制御回路装置31は、全閉位置Pcから該全閉位置Pcよりも全開位置Po側の全閉直前位置P3までの領域をラッチ作動領域A4として設定し、全開位置Poから全閉直前位置P3までの領域をスライド作動領域(領域A1〜A3)として設定している。更に、このスライド作動領域において、制御回路装置31は、全開位置Poから該全開位置Poよりも所定距離だけ全閉位置Pc側に移動した第1のドア位置P1までの領域を開側作動領域A1として設定すると共に、前記全閉直前位置P3から該全閉直前位置P3よりも所定距離だけ全開位置Po側に移動した第2のドア位置P2までの作動領域を閉側作動領域A3として設定している。また、制御回路装置31は、領域A1,A3間の中間領域を中間作動領域A2として設定している。尚、図4及び図5(a)〜(c)においては、ラッチ作動領域A4を誇張して図示しているが、実際には、ラッチ作動領域A4は、スライド作動領域(A1〜A3)に比べて十分に狭い領域である。
また、本実施形態では、閉側移動体位置としての前記第2のドア位置P2は、ドアパネル4の閉作動時にドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在しない状態で予めセンサ電極52を用いて静電容量の変化を実際に検出して、検出した静電容量の実変化に基づいて設定されている。詳しくは、第2のドア位置P2は、ドアパネル4の閉作動時において、ドアパネル4の前端がセンターピラー6に近接することによりセンサ電極52を用いて検出される静電容量の変化量が大きくなり始める位置に設定されている。
上記のスライド作動領域(領域A1〜A3)において、ドアパネル4を全閉直前位置P3から全開位置Poまで開作動させる場合、制御回路装置31は、全閉直前位置P3から第2のドア位置P2までの閉側作動領域A3ではドアパネル4を低速で作動させ、第2のドア位置P2から第1のドア位置P1までの中間作動領域A2ではドアパネル4を高速で作動させ、第1のドア位置P1から全開位置Poまでの開側作動領域A1ではドアパネル4を低速で作動させるべくスライドモータ27を制御する。詳述すると、制御回路装置31は、全閉直前位置P3から第2のドア位置P2までの閉側作動領域A3ではドアパネル4の移動速度が徐々に大きくなるように、また、第2のドア位置P2から第1のドア位置P1までの中間作動領域A2ではドアパネル4の移動速度が一定となるように、更に、第1のドア位置P1から全開位置Poまでの開側作動領域A1ではドアパネル4の移動速度が徐々に小さくなるように、スライドモータ27を制御する。また、ドアパネル4を全開位置Poから全閉直前位置P3まで閉作動させる場合においても、制御回路装置31は、閉側作動領域A3では低速で、中間作動領域A2では高速で、開側作動領域A1では低速で、ドアパネル4を作動させるべくスライドモータ27を制御する。詳述すると、制御回路装置31は、開側作動領域A1ではドアパネル4の移動速度が徐々に大きくなるように、また、中間作動領域A2ではドアパネル4の移動速度が一定となるように、更に、閉側作動領域A3ではドアパネル4の移動速度が徐々に小さくなるように、スライドモータ27を制御する。従って、ドアパネル4の位置とドアパネル4の移動速度との関係は、図5(a)に示すグラフのようになる。
尚、制御回路装置31は、全閉位置Pcから全閉直前位置P3までのラッチ作動領域A4において、クローザモータ29を駆動し、該クローザモータ29によるドアパネル4のロック及びロックの解除を行う。
また、制御回路装置31は、ドアパネル4の閉作動中に、前記ON−OFF検出部44から電圧検出信号が入力されると、該電圧検出信号が入力されたことに基づいてドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定すると共に、ドアパネル4を全閉位置Pcまで高速で移動させるべくスライドモータ27を制御する。
図2に示すように、前記異物近接判定回路31aは、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在するか否かを判定するために、前記C−V変換回路43から入力される検出値と比較するためのしきい値を持っている。このしきい値は、図5(c)に示すように、ドアパネル4の全スライド作動領域(領域A1〜A3)において一定の値に設定されている。また、このしきい値の値は、ドアパネル4の閉作動時にドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在しない状態で予めセンサ電極52を用いて静電容量の変化を実際に検出して、検出した静電容量の実変化に基づいて設定されている。
図2に示すように、異物近接判定回路31aは、前記測定時間tが経過する毎にC−V変換回路43から入力される検出値としきい値とを比較する。そして、異物近接判定回路31aは、検出値がしきい値よりも大きい場合にはドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定し、検出値がしきい値よりも小さい場合にはドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xは存在しないと判定する。そして、制御回路装置31は、異物近接判定回路31aにてドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定した場合には、ドアパネル4を全開位置Poまで高速で移動させるべくスライドモータ27を制御する。
次に、電動スライドドア装置1の動作について総括的に説明する。
制御回路装置31は、操作スイッチ33から開信号が入力されると、ドアパネル4を開作動させる方向にスライドモータ27を駆動する。そして、ドアパネル4が全開位置Poに配置されると、制御回路装置31は、スライドモータ27を停止させる。
一方、制御回路装置31は、操作スイッチ33から閉信号が入力されると、ドアパネル4を開作動させる方向にスライドモータ27を駆動する。即ち、制御回路装置31は、ドアパネル4(ドアパネル4の前端)が開側低速領域にあるときはドアパネル4が低速で作動するように、ドアパネル4が中間作動領域A2にあるときはドアパネル4が高速で作動するように、また、ドアパネル4が閉側作動領域A3にあるときはドアパネル4が低速で作動するようにスライドモータ27を制御する。そして、全閉位置Pcから全閉直前位置P3までのラッチ作動領域A4において、制御回路装置31は、クローザモータ29を駆動し、該クローザモータ29によるドアパネル4のロックを行う。
また、制御回路装置31は、操作スイッチ33から閉信号が入力されると、異物検出センサ41を駆動する。そして、制御回路装置31は、ON−OFF検出部44から電圧検出信号が入力されると、該電圧検出信号が入力されたことに基づいて、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが挟みこまれた、即ちドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定し、ドアパネル4を全開位置Poまで高速で移動させるべくスライドモータ27を制御する。
ドアパネル4の閉作動中、C−V変換回路43は、測定時間tが経過する毎に、センサ電極52を用いて検出されるセンサ電極52と地面との間の静電容量の変化量に基づいて、測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を算出し、その算出結果、即ち検出値を制御回路装置31に出力する。検出値が入力される度に、制御回路装置31の異物近接判定回路31aは、入力された検出値としきい値とを比較する。そして、検出値がしきい値よりも小さい場合には異物近接判定回路31aは、ドアパネル4と乗降口3aの周縁部との間、即ちドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xは存在しないと判定する。一方、検出値がしきい値よりも大きい場合には異物近接判定回路31aは、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定する。制御回路装置31は、異物近接判定回路31aがドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定すると、ドアパネル4を全閉位置Pcまで高速で移動させるべくスライドモータ27を制御する。
ところで、制御回路装置31は、ドアパネル4の位置に応じてドアパネル4の移動速度を制御している。また、C−V変換回路43は、センサ電極52を用いて検出されるセンサ電極52と地面との間の静電容量の変化量に基づいて一定の測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を算出する。そして、異物近接判定回路31aは、測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量である検出値としきい値とを比較して、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在するか否かの判定を行う。よって、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在する場合、センサ電極52における測定時間tあたりの静電容量の変化量は、ドアパネル4の移動速度が大きいほど大きくなり、逆に、ドアパネル4の移動速度が小さいほど小さくなる。従って、図5(a)及び図5(b)に示すように、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度は、ドアパネル4の移動速度に応じたものとなる。
詳述すると、図5(a)に示すように、全開位置Poから第1のドア位置P1までの開側作動領域A1においては、ドアパネル4は、徐々にその速度が大きくなるようにスライド移動される。従って、図5(b)に示すように、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在する場合の異物Xの検出感度は、ドアパネル4が全開位置Poから第1のドア位置P1に達するまでの間はドアパネル4の移動速度に応じて、徐々にその検出感度が高くなっていく。
また、図5(a)に示すように、第1のドア位置P1から第2のドア位置P2までの中間作動領域A2においては、ドアパネル4は、開側作動領域A1におけるドアパネル4の速度よりも高速となる一定の速度でスライド移動される。従って、図5(b)に示すように、異物Xの検出感度は、ドアパネル4が第1のドア位置P1から第2のドア位置P2までの中間作動領域A2を移動している間は、ドアパネル4が高速で作動されることから、ドアパネル4が開側作動領域A1を移動している場合よりも異物Xの検出感度は高いものとなると共に、一定の検出感度となる。
更に、図5(a)に示すように、第2のドア位置P2から全閉直前位置P3までの閉側作動領域A3においては、ドアパネル4は、徐々にその速度が小さくなるように中間作動領域A2におけるドアパネル4の速度よりも低速でスライド移動される。従って、図5(b)に示すように、異物Xの検出感度は、ドアパネル4が第2のドア位置P2から全閉直前位置P3に達するまでの間はドアパネル4の移動速度に応じて、徐々にその検出感度が低くなっていく。従って、ドアパネル4の前端がセンターピラー6に近接することによりセンサ電極52にて検出される静電容量の変化量が徐々に大きくなる閉側作動領域A3において、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度を低くすることができる。
上記したように、本実施形態によれば、以下の作用・効果を有する。
(1)制御回路装置31は、スライドモータ27の回転速度を制御することによりドアパネル4の移動速度を変化させる。そして、異物近接判定回路31aは、予め設定された一定の測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を、該センサ電極52を用いて検出される静電容量の変化に基づいて検出値として算出する。更に、異物近接判定回路31aは、その検出値と、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在するか否かを判定するための一定のしきい値とを比較し、その比較結果に基づいてドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在するか否かを判定する。ここで、一般的に、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在する場合、一定の測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量は、ドアパネル4の移動速度が大きいほど大きくなり、逆に、ドアパネル4の移動速度が小さいほど小さくなる。そのため、上記のように算出された検出値としきい値とを比較してドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在するか否かを判定すると、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度は、ドアパネル4の移動速度に応じたものとなる。よって、異物近接判定回路31aによるドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出の感度は、ドアパネル4の速度を制御することにより調整することができるため、異物Xの誤検出を防止するためにドアパネル4の位置に応じてしきい値を調整する等の制御を行わなくてもよい。その結果、制御回路装置31における制御が簡略化され、従来の開閉装置に比べて制御を簡略化することができる。
(2)制御回路装置31は、ドアパネル4の位置に応じた位置検出信号に基づいてドアパネル4の位置を検出し、ドアパネル4がどの領域A1〜A3にあるかに応じてスライドモータ27の回転速度を制御する。従って、スライドモータ27の回転速度はドアパネル4の位置に応じたものとなる。そして、異物近接判定回路31aによるドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出の感度は、ドアパネル4の移動速度に応じて変化されることから、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度をドアパネル4の位置に応じたものとすることが可能となる。例えば、ドアパネル4の前端がセンターピラー6に近接することによりセンサ電極52にて検出される静電容量の変化量が徐々に大きくなる閉側作動領域A3において、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度を低くすることができるため、異物Xの誤検出を低減させることができる。そして、ドアパネル4の位置に応じて検出感度を変化させることが可能であることから、従来のようにドアパネルの全作動領域において一定のしきい値を設定した場合に比べて、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度が高くなる領域を設定することができる。
(3)制御回路装置31は、中間作動領域A2においてはドアパネル4が高速で作動するようにスライドモータ27を制御し、閉側作動領域A3ではドアパネル4が低速で作動するようにスライドモータ27を制御する。従って、ドアパネル4の閉作動時にドアパネル4の前端と対向する乗降口3aの周縁にドアパネル4が近接することによって、センサ電極52を用いて検出される静電容量の変化に影響が出ると考えられる閉側作動領域A3では、ドアパネル4は低速で作動されるため、閉側作動領域A3においては、異物近接判定回路31aによるドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出の感度は低くなる。その結果、ドアパネル4の閉作動時において、ドアパネル4の前端と対向する乗降口3aの周縁にドアパネル4が近接することによってセンサ電極52における静電容量が変化したために異物Xの存在が誤検出されるといった不都合を低減させることができる。一方、閉側作動領域A3よりも全開位置Po側となる中間作動領域A2においては、ドアパネル4は、閉側作動領域A3にある場合よりも高速で作動されるため、異物近接判定回路31aによるドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出の感度は高くなる。従って、ドアパネル4が中間作動領域A2にある場合には、該ドアパネル4が閉側作動領域A3にある場合よりも、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xを精度よく検出することができる。
(4)しきい値は、ドアパネル4の閉作動時にドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在しない状態で予めセンサ電極52を用いて検出された静電容量の実変化に基づいて設定されている。従って、ドアパネル4の前端の形状や、該ドアパネル4の前端と対向する乗降口3aの周縁の形状に応じて、しきい値をより好適な値に設定することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ドアパネル4のスライド作動領域(領域A1〜A3)のうち、開側作動領域A1と閉側作動領域A3にドアパネル4がある場合には、制御回路装置31は、ドアパネル4を低速で作動させるべくスライドモータ27を制御する。また、中間作動領域A2にドアパネル4がある場合には、制御回路装置31は、ドアパネル4を高速で作動させるべくスライドモータ27を制御する。しかしながら、制御回路装置31によるスライドモータ27の制御の態様はこれに限らない。例えば、制御回路装置31は、ドアパネル4が開側作動領域A1及び中間作動領域A2にある場合にドアパネル4を高速で作動させ、ドアパネル4が閉側作動領域A3にある場合にドアパネル4を低速で作動させるように、スライドモータ27を制御してもよい。
・上記実施形態では、制御回路装置31は、ドアパネル4のスライド領域を、開側作動領域A1、中間作動領域A2及び閉側作動領域A3の3つの領域に分割すると共に、ドアパネル4がどの領域A1〜A3にあるかによって、該ドアパネル4の作動速度を選択している。しかしながら、制御回路装置31は、ドアパネル4のスライド領域を4つ以上に分割して、分割した領域毎にスライドモータ27の回転速度の制御を行っても良い。この場合、スライド領域において、ドアパネル4が前席ドアやセンターピラーに近接することによりセンサ電極52にて検出される静電容量の変化量に影響が出る領域では、ドアパネル4の作動速度をより低速とすることが望ましい。また、制御回路装置31は、ドアパネル4の位置とドアパネル4の作動速度との関係が曲線的に変化するように、スライドモータ27の回転速度を制御してもよい。例えば、制御回路装置31は、ドアパネル4のスライド領域の中間点でドアパネル4の速度が最も大きくなるように全開位置Poから徐々にドアパネル4の作動速度を大きくしていき、スライド領域の中間点から全閉位置Pcに向かうに連れて徐々にドアパネル4の作動速度が小さくなるようにスライドモータ27を制御してもよい。また、制御回路装置31は、ドアパネル4の作動領域を、ドアパネル4の作動速度を段階的に変化させる領域と、徐々に変化させる領域とに分割してもよい。制御回路装置31を上記のように構成した場合においても、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に存在する異物Xの検出感度は、ドアパネル4の移動速度に応じたものとなる。その結果、上記実施形態と同様に、制御回路装置31における制御が簡略化され、従来の開閉装置に比べて制御を簡略化することができる。
・上記実施形態では、スライドモータ27に駆動電源を供給するブラシ27b,27cを切り替えて該モータ27の回転速度の変更(ドアパネル4の作動速度の変更)を行うようにしたが、例えば、PWM制御を更に加えて速度制御を行うようにしてもよい。また、高速用ブラシ27cを用いない通常のブラシ構成のモータを用いてPWM制御のみで速度制御を行うようにしてもよい。更に、ブラシレスモータ等、ブラシを備えない構成のモータをスライドモータとして用いても良い。
・センサ本体42の構成は、上記実施形態の構成に限らない。例えば、センサ本体42は、外皮51の内側に設けられたセンサ電極52の内側に、押圧力が加えられると抵抗値が小さくなる性質を有する感圧ゴムを設け、更に、感圧ゴムの中心部に導電性の芯電極を配置した構成としてもよい。この場合、C−V変換回路43を介してセンサ電極52に電流が供給されると共に、前記芯電極は電流検出素子に電気的に接続される。そして、センサ本体42に押圧力が加えられると、感圧ゴムの抵抗値が小さくなり、センサ電極52から感圧ゴムを介して芯電極に電流が流れるようになる。前記電流検出素子は、感圧ゴムを介してセンサ電極52と芯電極との間を電流が流れたことを検出し、センサ電極52と芯電極との間を電流が流れたことを示す電流検出信号を制御回路装置31に出力する。制御回路装置31は、電流検出信号が入力されると、該電流検出信号が入力されたことに基づいて、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが挟みこまれた、即ちドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定する。
・上記実施形態では、制御回路装置31は、ドアパネル4と乗降口3aの周縁との間に異物Xが存在すると判定すると、ドアパネル4を全開位置Poまで移動させる。しかしながら、制御回路装置31は、ドアパネル4と車両2との間に異物Xが存在すると判定した場合、ドアパネル4を所定量だけ全開位置Po側に移動させるようにスライドモータ27を制御するものであってもよい。
・回転センサ28は、スライドモータ27の回転を検出可能な構成であれば、永久磁石とホール素子とから構成されるものに限らない。また、スライドモータ27の回転を検出する回転センサ28に替えて、位置検出手段として、ドアパネル4の位置を直接検出する構成(リニアスケール等)を備えてもよい。
・上記実施形態では、検出値は、センサ電極52を用いて検出された該センサ電極52と地面との間の静電容量の変化量に基づいて測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を算出した値である。しかしながら、検出値は、センサ電極52を用いて検出される該センサ電極52と地面との間の静電容量に基づいて測定時間tあたりのセンサ電極52における静電容量の変化量を算出した値であってもよい。
・上記実施形態では、車両2の左側側面にドアパネル4を設ける構成としたが、右側側面に設ける構成や、左右両側面に設ける構成としてもよい。
・上記実施形態では、電動スライドドア装置1を開閉装置の一例として本発明を説明した。しかしながら、図6に示すように、車両61に備えられる車体62の後部に設けられた開口部62aを開閉するための跳ね上げ式のバックドア63を、駆動モータにより作動させる開閉装置に本発明を適用してもよい。この場合、センサ本体42は、バックドア63における車幅方向の両側の端部であって、開口部62aの周縁と対向する位置に配置される。この他、車両に設けられたトランクのドアを電動で開閉する開閉装置に本発明を適用してもよい。
電動スライドドア装置を備えた車両の斜視図。 電動スライドドア装置の電気的構成を示すブロック図。 (a)及び(b)はセンサ本体の断面図。 ドアパネルの移動領域を説明するための説明図。 (a)はドア位置とドアパネルの速度との関係を示すグラフ、(b)はドア位置と異物の検出感度との関係を示すグラフ、(c)はドア位置と異物検出のためのしきい値との関係を示すグラフ。 別の形態におけるセンサ本体の配置位置を示すための車両の斜視図。
符号の説明
1…開閉装置としての電動スライドドア装置、2,61…車両、3,62…ボディとしての車体、3a…開口部としての乗降口、4…移動体としてのドアパネル、27…駆動モータとしてのスライドモータ、28…位置検出手段としての回転センサ、31…速度制御手段としての制御回路装置、31a…判定手段を構成する異物近接判定回路、41…検出センサとしての異物検センサ、43…判定回路を構成するC−V変換回路、52…センサ電極、62a…開口部、63…移動体としてのバックドア、A2…高速作動領域としての中間作動領域、A3…閉側作動領域、Po…全開位置、Pc…全閉位置、P2…閉側移動体位置としての第2のドア位置、P3…全閉直前位置、t…測定時間、X…異物。

Claims (6)

  1. 導電性の固定体に形成された開口部を閉鎖する全閉位置と、前記開口部を開放する全開位置との間で移動される移動体を備えた開閉装置であって、
    前記移動体を開閉駆動する駆動モータと、
    前記駆動モータの回転速度を制御して前記移動体の移動速度を変化させる速度制御手段と、
    前記移動体の閉作動時における移動方向前方側の端部に配置されたセンサ電極を有し、前記センサ電極と該センサ電極に近接する導電性の異物との間の静電容量の変化を検出する検出センサと、
    予め設定された一定の測定時間あたりの前記センサ電極における静電容量の変化量を前記センサ電極にて検出された静電容量の変化に基づいて検出値として算出し、前記移動体と前記開口部の周縁との間に前記異物が存在するか否かを判定するための一定のしきい値と前記検出値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動体と前記開口部の周縁との間に前記異物が存在するか否かを判定する判定手段と、
    を備えたことを特徴とする開閉装置。
  2. 請求項1に記載の開閉装置において、
    前記移動体の位置に応じた位置検出信号を出力する位置検出手段を備え、
    前記速度制御手段は、前記位置検出信号に基づいて前記駆動モータの回転速度を制御することを特徴とする開閉装置。
  3. 請求項2に記載の開閉装置において、
    前記速度制御手段は、前記移動体の移動領域のうち前記全開位置と該全開位置よりも前記全閉位置側に設定された閉側移動体位置との間に設定された高速作動領域においては、前記移動体が高速で作動するように前記駆動モータの回転速度を制御し、前記閉側移動体位置から該閉側移動体位置と前記全閉位置との間に設定された全閉直前位置までの閉側作動領域においては、前記移動体が低速で作動するように前記駆動モータの回転速度を制御することを特徴とする開閉装置。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の開閉装置において、
    前記しきい値は、前記移動体の閉作動時に前記移動体と前記開口部の周縁との間に異物が存在しない状態で予め前記センサ電極にて検出された前記静電容量の実変化に基づいて設定されていることを特徴とする開閉装置。
  5. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の開閉装置において、
    前記固定体は、車両のボディであり、
    前記移動体は、前記車両の側方に設けられた前記開口部を開閉すべく前記車両の前後方向に沿ってスライド移動されるドアパネルであることを特徴とする開閉装置。
  6. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の開閉装置において、
    前記固定体は、車両のボディであり、
    前記移動体は、前記車両の後部に設けられた前記開口部を開閉すべく作動されるバックドアであることを特徴とする開閉装置。
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