JP2008111279A - 車両用開閉体制御装置 - Google Patents

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伸浩 山内
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Abstract

【課題】操作性が向上するとともに、誤作動を抑制することができる車両用開閉体制御装置を提供する。
【解決手段】車両1aのスライドドア2に取付けられたスライドドアハンドル3と、スライドドアハンドル3に取付けられ、スライドドアハンドル3に加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なピエゾ素子21と、ピエゾ素子21により検出された圧力が人によるものであるか否かを判断するステップS11と、ステップS11により圧力が人によるものと判断されたとき、スライドドア2を開くステップS30〜S32と、を備える。
【選択図】 図5

Description

本発明は、駆動モータにより車両用開閉体が自動開閉される車両用開閉体制御装置に関する。

従来、車両用開閉体制御装置として特許文献1及び2に記載された車両用スライドドア装置が知られている。この車両用スライドドア装置は、スライドドアのハンドルが引かれ、ドアロックの噛み合いが外れてスライドドアがスライドされたことがスイッチにより検出されると、電磁クラッチ及び駆動モータに通電されてスライドドアが自動開閉される。この車両用スライドドア装置によれば、駆動モータによりスライドドアが自動開閉されるため、スライドドア開閉の労力が軽減される。

しかしながら、上記特許文献1及び2に記載された車両用スライドドア装置では、スライドドアの動きを検出するスイッチがスライドドア内の部材に取付けられていたり、ワイヤにより伝達された力によりスイッチがON、OFFされるようになっている。そのため、この車両用スライドドア装置では、スライドドア内の部材のズレやワイヤの引っ掛かり等によりスイッチの検出タイミングにズレが生じると、操作性が悪くなる。

また、この車両用スライドドア装置では、スライドドアがスライドされたことがスイッチにより検出されなければ駆動モータによりスライドドアが自動開閉されないため、自動開閉されるまでの間はスライドドアが重く感じられ、これによっても操作性が悪くなる。そのため、冬季の凍結等でスライドドアが固着している場合、スライドドアをスライドさせるためには大きな力が必要となり、さらに操作性の悪化を起因させる場合がある。

これに対し、特許文献3に記載された車両用スライドドア装置が提案されている。この車両用スライドドア装置は、スライドドアのハンドルが引かれたことがスイッチにより検出されると、電磁クラッチ及び駆動モータに通電されてスライドドアが自動開閉される。この車両用スライドドア装置によれば、スライドドアのハンドルが引かれると直ちにスライドドアが自動開閉されるため、自動開閉されるまでの間にスライドドアが重く感じられることはなく、この点においては操作性が改善される。
特開平9−125820号公報 トヨタ ノア/ヴォクシー 新型車解説書(3−41頁) ホンダ エリシオン 新型車解説書(8−34頁、8−37頁)

しかし、上記特許文献3に記載された車両用スライドドア装置においては、スライドドアのハンドルが引かれたことを検出するスイッチがスライドドア内の複数の部材を介してON、OFFされるようになっているため、やはりスライドドア内の部材のズレ等によりスイッチの検出タイミングにズレが生じると操作性が悪くなる。

また、この車両用スライドドア装置では、側面衝突によるスライドドアの損傷やスイッチのON、OFFに関わる部材の摺動不良等により誤信号が発生されると、ドアロックの噛み合いが外れるおそれがある。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、操作性が向上するとともに、誤作動を抑制することができる車両用開閉体制御装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項1に係る車両用開閉体制御装置の特徴は、車両の開閉体に取付けられたハンドルと、該ハンドルに取付けられ、該ハンドルに加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なセンサと、該センサにより出力された該電圧の微分値及び最大値の少なくとも一方の値により、該圧力が人によるものであるか否かを判断する判断手段と、該判断手段により該圧力が人によるものと判断されたとき、開閉体を開閉する開閉手段と、を備えることである。

請求項2に係る車両用開閉体制御装置の特徴は、請求項1において、前記判断手段により前記圧力が人によるものと判断されたとき、前記開閉手段は、搭乗者の携帯器から無線送信されるID信号の照合一致によりドアのロック又はアンロックを行う通信式ドア制御システムと連動することである。

請求項3に係る車両用開閉体制御装置の特徴は、請求項1又は2において、前記センサは、ピエゾ素子であることである。

請求項1に係る車両用開閉体制御装置においては、ハンドルに加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なセンサがハンドル自体に取付けられているため、ハンドルに加わる圧力を直接検出可能である。すなわち、開閉体内の部材のズレ等による検出タイミングのズレは生じることがない。また、この車両用開閉体制御装置においては、判断手段においてセンサにより出力された電圧の微分値及び最大値の少なくとも一方の値により、圧力が人によるものであるか否かを判断し、その圧力が人によるものと判断されたときに開閉手段において開閉体を開閉するため、側面衝突による開閉体の損傷等により誤信号が発生して開閉体が開閉するのを抑制することができる。したがって、この車両用開閉体制御装置によれば、操作性が向上するとともに、誤作動を抑制することができる。

請求項2に係る車両用開閉体制御装置においては、判断手段により圧力が人によるものと判断されたとき、開閉手段が搭乗者の携帯器から無線送信されるID信号の照合一致によりドアのロック及びアンロックを行う通信式ドア制御システムと連動するため、利便性が向上する。

請求項3に係る車両用開閉体制御装置においては、ハンドルに加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なセンサをピエゾ素子としているため、判断手段においてセンサにより検出された圧力が人によるものであるか否かを判断し易い。

本発明に係る車両用開閉体制御装置を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は、本発明に係る車両用開閉体制御装置が適用される車両1の斜視図である。図1に示すように、車両1は、スライドドア2を備えている。スライドドア2の表面には、スライドドア2を開閉操作するスライドドアハンドル3が設けられている。スライドドア2が請求項1の「開閉体」であり、スライドドアハンドル3が請求項1の「ハンドル」である。また、スライドドア2によって開閉される乗降口4の上部にはアッパガイドレール5が配設され、乗降口4の下部にはロアガイドレール6が配設され、スライドドア2の車体1a側にはセンタガイドレール7が配設されている。スライドドア2の前端上部及び前端下部には、アッパガイドレール5及びロアガイドレール6に係合する図示しないアッパローラ及びロアローラが支持されている。また、車体1aには、センタガイドレール7に係合するローラガイド装置35(図3参照)が支持されている。これにより、スライドドア2はアッパガイドレール5、ロアガイドレール6及びセンタガイドレール7に案内され、車体1aの表面に沿って車両1の前後方向にスライドされる。

スライドドア2の内部の前方には前方ラッチユニット8が設けられ、後方には後方ラッチユニット9が設けられている。前方ラッチユニット8及び後方ラッチユニット9は、図示しないラッチ及びポールからなるラッチ機構を有しており、スライドドア2が全閉されたときに前方ラッチユニット8及び後方ラッチユニット9と対向する車体1aの位置に設けられた図示しないストライカと係合してスライドドア2がロックされる。詳細には、ラッチが回転されてストライカと係合するとともに、ポールによりラッチの回転が禁止されてスライドドア2がロックされる。また、ポールによりラッチの回転が解除されて、ラッチとストライカとの係合が解除されスライドドア2のロックが解除される。

また、車両1の前方にはフロントドア10が備えられている。フロントドア10の表面にはフロントドア10を開閉操作するフロントドアハンドル11が設けられ、フロントドア10の内部の後方にはラッチユニット12が設けられている。このフロントドアハンドル11を操作することによって、フロントドア10の前方を中心としてフロントドア10を開閉させることができる。また、ラッチユニット12の構造は、前述の前方ラッチユニット8及び後方ラッチユニット9と同様である。

図2は、スライドドア2のスライドドアハンドル3を上方から見た図である。スライドドアハンドル3は本体3a及びカバー3bを有している。本体3aはスライドドア2の金属製のアウタパネルから車両1の幅方向外側に突出して取り付けられ、本体3aのスライドドア2側にはカバー3bが車両1の幅方向に摺動可能に設けられている。また、本体3aとカバー3bとの間にはスライドドアハンドル3に加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なピエゾ素子21が取付けられ、本体3a内には増幅器22及びセンサECU23(図4参照)が搭載されたプリント基板3cが取付けられている。ピエゾ素子21が請求項1の「センサ」である。なお、本実施形態においてはピエゾ素子21を本体3aのスライドドア2側に設けたが、スライドドア2と反対側の本体3aにピエゾ素子21を設けてもよい。

図3に示すように、スライドドア2の内部にはパワースライド装置38が配設されている。パワースライド装置38は、駆動ユニット28、ドラム29、前方テンショナ30、後方テンショナ31、第1ケーブル32、第2ケーブル33、ガイドプーリー装置34及びローラガイド装置35を備えている。

駆動ユニット28は、減速機を備えたスライドドアモータ28aとクラッチ28bとを有している。スライドドアモータ28aは正逆転可能な電動モータであり、スライドドアモータ28aが駆動されることによりドラム29が正転又は逆転される。クラッチ28bは、スライドドアモータ28aとドラム29とを接続又は遮断するものである。スライドドア2をパワースライド装置38でスライドさせる場合には、クラッチ28bによりスライドドアモータ28aとドラム29とが接続される。また、スライドドア2を手動でスライドさせる場合には、クラッチ28bによりスライドドアモータ28aとドラム29とが遮断される。

ドラム29はスライドドア2の中央部に配設され、スライドドア2の前後方向両端には前方テンショナ30及び後方テンショナ31が配設されている。第1、2ケーブル32、33は、その一端がドラム29に連結されており、各々ガイドプーリー装置34に掛け渡され前方テンショナ30及び後方テンショナ31に連結されている。そして、ドラム29がスライドドアモータ28aにより正転又は逆転されることにより、第1、2ケーブル32、33の一方が巻き取られ、他方が繰り出される。センタガイドレール7の前後に固定された前方、後方テンショナ30、31を第1、2ケーブル32、33の一方がドラム29の回転方向に応じて巻き取ることにより、スライドドア2に固定されたローラガイド装置35がセンタガイドレール7に対して相対的に移動するようになっている。

ローラガイド装置35は、車体1aに配設されたセンタガイドレール7内を転動可能にされている。このローラガイド装置35とガイドプーリー装置34とは図示しないヒンジアームに固着され、ヒンジアームはスライドドア2に支持されている。このため、スライドドアモータ28aを正転又は逆転させると、車体1aに支持された前方、後方テンショナ30、31に対してガイドプーリー装置34が相対移動され、スライドドア2がスライドされる。

図4は車両用開閉体制御装置のブロック図である。この車両用開閉体制御装置は、センサ部20、パワースライドドアシステム部25及びスマートエントリーシステム部40を備えている。ここで、スマートエントリーシステム部40は、搭乗者の携帯器から無線送信されるID信号の照合一致によりドアのロック又はアンロックを行う通信式ドア制御システム(以下、「スマートエントリーシステム」という。)のうち、車両1に搭載された部分である。

センサ部20は、ピエゾ素子21、増幅器22及びセンサECU23を有しており、各々電気的に接続されている。ピエゾ素子21は、スライドドアハンドル3に加わる圧力を検出し電圧に変換して増幅器22に出力する。増幅器22は、ピエゾ素子21から出力された電圧を増幅してセンサECU23に出力する。また、センサECU23は、増幅器22から入力した信号に基づいて、ピエゾ素子21により検出された圧力が人によるものであるか否かを判断する。

パワースライドドアシステム部20は、パワースライドドアECU26とリリースモータ27と駆動ユニット28とを備えている。また、駆動ユニット28は、スライドドアモータ28aとクラッチ28bとを有している。パワースライドドアECU26と、リリースモータ27、スライドドアモータ28a及びクラッチ28bとは、図示しない駆動回路を介して電気的に接続されている。

リリースモータ27は、スライドドア2が全閉されているときに駆動されると、前方ラッチユニット7及び後方ラッチユニット8のポールが動かされラッチの回転が解除されて、ラッチとストライカとの係合が解除されスライドドア2のロックが解除される。スライドドアモータ28a及びクラッチ28bの作用は前述の通りである。パワースライドドアECU26は、リリースモータ27、スライドドアモータ28a及びクラッチ28bの制御を行う。

スマートエントリーシステム部40は、ボディECU41、ロッキングモータ42、スマートECU45、送信部46及び受信部47を備えている。ロッキングモータ42は、図示しない駆動回路を介して、ボディECU41と電気的に接続されている。ロッキングモータ42は車両1の各スライドドア2にそれぞれ配置されているためこのロッキングモータ42が駆動されると、フロントドア10及びスライドドア2を含む車両1のすべてのドアがロック又はアンロックされる。ボディECU41は、ロッキングモータ42の制御を行う。

スマートECU45は、送信部46及び受信部47と電気的に接続されている。送信部46は、スマートECU45から入力されたリクエストコードを変調してリクエスト信号とし、図示しない送信アンテナから搭乗者の携帯器に対して送信する。また、受信部47は、図示しない受信アンテナから受信された携帯器からの信号を復調してID信号とし、スマートECU45に出力する。スマートECU45は、送信部46にリクエストコードを出力するとともに、受信部47から入力したID信号と所定のID信号とを照合し一致するか否かを判断する。

また、センサECU23、パワースライドドアECU26、ボディECU41及びスマートECU45は、双方向に通信可能な通信ケーブル48に接続されており、協働可能にされている。

以上の構成及びブロック図で示される車両用開閉体制御装置について、図5に示す制御プログラムのフローチャートを用いて、全閉状態にあるスライドドア2を全開させる制御を説明する。

スライドドア2が全閉状態にある場合、この制御プログラムに起動がかかり、まずステップS10が実行される。ステップS10においては、ピエゾ素子21により検出された圧力がセンサECU23に入力される。詳細には、スライドドアハンドル3に加わる圧力による変位がピエゾ素子21により電圧に変換され、その電圧が増幅器22により増幅された後、A/D変換されてセンサECU23に入力される。

ステップS11においては、センサECU23により、ピエゾ素子21により検出された圧力が人の操作によるものか否かが判断される。この判断方法について、図6により説明する。図6は、増幅器22の出力電圧についての時間と電圧との関係を表しており、グラフG1が人の操作による出力電圧のグラフであり、グラフG2が車両1の横方向からの衝突による入力電圧のグラフである。両グラフG1、G2を比較すると、最大値V1、V2及び微分値(傾き)が明らかに異なることがわかる。したがって、ある出力電圧が所定範囲内の最大値及び微分値(傾き)にある場合、その出力電圧は人の操作によるものであると判断することができる。そして、出力電圧が人の操作によるものであると判断された場合(YES)、ステップS20に進む。また、出力電圧が人の操作によるものでないと判断された場合(NO)、ステップS10に戻る。このように、この実施形態においては、スライドドアハンドル3に加わる圧力を検出するセンサとしてピエゾ素子21を採用しているため、圧力に対し迅速かつ高精度に追従することが可能であり、検出された圧力が人によるものであるか否かを判断し易い。このステップS11が「判断手段」である。なお、スライドドアハンドル3に加わる圧力に対し迅速かつ高精度に追従することが可能であれば、例えば静電容量センサ等のピエゾ素子21以外のセンサを採用することもできる。

ステップS20においては、ボディECU41により、車両1のドアがロックされているか否かがチェックされる。車両1のドアがロックされている場合(YES)、ステップS21に進む。また、車両1のドアがアンロックされている場合(NO)、ステップS30に進む。

ステップS21においては、スマートECU45により、所定エリア内に携帯器があるか否かがチェックされる。具体的には、スマートECU45から送信部46にリクエストコードが出力され、このリクエストコードは送信部46により変調されてリクエスト信号として送信アンテナから送信される。所定エリア内に携帯器がある場合、このリクエスト信号が携帯器の受信アンテナから受信され、携帯器の送信アンテナからスマートECU45に対して変調されたID信号が送信される。そして、この信号が受信部47の受信アンテナから受信され、受信部47によりID信号に復調されてスマートECU45に入力される。スマートECU45は、この入力したID信号とメモリに記憶されているID信号とを照合して、両者が一致するか否かを判断する。その結果、一致する場合(YES)、所定エリア内に携帯器があると判断して、ステップS22に進む。また、一致しない場合又はID信号が受信されない場合(NO)、所定エリア内に携帯器がないと判断して、ステップS10に戻る。すなわち、一致しない場合又はID信号が受信されない場合は、携帯器が所定エリア内にないと判断され、スライドドアハンドル3の操作は無視される。

ステップS22においては、ボディECU41により、ロッキングモータ42が駆動され、車両1のすべてのドアがアンロックされる。すなわち、スライドドアハンドル3が操作され、かつ携帯器を有する者が所定エリア内にいれば、車両1のすべてのドアがアンロックされることになる。

ステップS30においては、パワースライドドアECU26により、リリースモータ27が駆動され、スライドドア2のロックが解除される。ステップS31においては、パワースライドドアECU26により、スライドドア2のロック解除が終了したか否かがチェックされる。スライドドア2のロック解除の終了は、リリースモータ27の回転を検出するロータリーエンコーダからの入力により判断してもよく、ソフトウェアタイマによる一定時間の経過により判断してもよい。スライドドア2のロック解除が終了した場合(YES)、ステップS32に進む。また、スライドドア2のロック解除が終了しない場合(NO)、ステップS30に戻る。

ステップS32においては、パワースライドドアECU26により、クラッチ28bが駆動され、スライドドアモータ28aとドラム29とが接続される。そして、スライドドアモータ28aが駆動され、スライドドア2が全開するまでスライド動作され、制御プログラムが終了する。ステップS30〜32が「開閉手段」である。

以上のように、実施形態の車両用開閉体制御装置は、センサECU23、パワースライドドアECU26、ボディECU41及びスマートECU45が双方向に通信可能な通信ケーブル48に接続され、各ECU23、26、41、45が相互に協調しつつ処理を分担している。そのため、この車両用開閉体制御装置では、各ECU23、26、41、45の処理の負担を軽減し、全体として効率的な処理を可能としている。ただし、センサ部20からセンサECU23を削除し、パワースライドドアECU26がステップS11を実行するものとしてもよい。

また、本実施形態においては、所定エリア内に携帯器があり、かつ車両1のいずれのドアのハンドルが操作されても、スマートエントリーシステムにより、スライドドア2を含むすべてのドアがアンロックされるようになっている。しかし、安全上の理由により、ハンドル操作がされたドアについてのみアンロックされるスマートエントリーシステムを採用することもできる。

本実施形態の車両用開閉体制御装置においては、スライドドアハンドル3に加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なピエゾ素子21がスライドドアハンドル3自体に取付けられているため、スライドドアハンドル3に加わる圧力を直接検出可能である。すなわち、スライドドア2内の部材のズレ等による検出タイミングのズレは生じることがない。また、この車両用開閉体制御装置においては、ステップS11においてピエゾ素子21により検出された圧力が人によるものであるか否かを判断し、その圧力が人によるものと判断されたときにステップS30〜S32においてスライドドア2を開くため、側面衝突によるスライドドア2の損傷等により誤信号が発生してスライドドア2が開くのを抑制することができる。したがって、実施形態の車両用開閉体制御装置によれば、操作性が向上するとともに、誤作動を抑制することができる。

また、この車両用開閉体制御装置においては、ステップS11によりスライドドアハンドル3に加わる圧力が人によるものと判断されたとき、ステップS30〜S32が搭乗者の携帯器から無線送信されるID信号の照合一致によりドアのロック及びアンロックを行うスマートエントリーシステムと連動するため、利便性が向上する。

なお、本発明の車両用開閉体制御装置を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施形態の車両用開閉体制御装置に係り、車両の斜視図。 実施形態の車両用開閉体制御装置に係り、スライドドアハンドルの平面図。 実施形態の車両用開閉体制御装置に係り、スライドドアの一部破断正面図。 実施形態の車両用開閉体制御装置のブロック図。 実施形態の車両用開閉体制御装置に係り、制御プログラムのフローチャート。 実施形態の車両用開閉体制御装置に係り、増幅器の出力電圧についての時間と電圧との関係を表すグラフ。

符号の説明

1…車両、2…開閉体(スライドドア)、4…ハンドル(スライドドアハンドル)、21…センサ(ピエゾ素子)、V1、V2…最大値、S11…判断手段、S30〜S32…開閉手段。

Claims (3)

  1. 車両の開閉体に取付けられたハンドルと、
    該ハンドルに取付けられ、該ハンドルに加わる圧力を検出し電圧に変換して出力可能なセンサと、
    該センサにより出力された該電圧の微分値及び最大値の少なくとも一方の値により、該圧力が人によるものであるか否かを判断する判断手段と、
    該判断手段により該圧力が人によるものと判断されたとき、開閉体を開閉する開閉手段と、を備えることを特徴とする車両用開閉体制御装置。
  2. 請求項1において、前記判断手段により前記圧力が人によるものと判断されたとき、前記開閉手段は、搭乗者の携帯器から無線送信されるID信号の照合一致によりドアのロック又はアンロックを行う通信式ドア制御システムと連動することを特徴とする車両用開閉体制御装置。
  3. 請求項1又は2において、前記センサは、ピエゾ素子であることを特徴とする車両用開閉体制御装置。
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