JP2010168812A - パワースライドドア - Google Patents

Abstract

【課題】人力開閉時の全開付近におけるスライドドアの操作性が良いパワースライドドアを実現することにある。
【解決手段】モータの動力でスライドドアを駆動してドアオープニングを開閉する駆動手段と、人力による前記スライドドアの開閉を前記駆動手段を通じてアシストする支援手段と、全開状態の前記スライドドアが自重で閉まるのを阻止する阻止部材を有するパワースライドドアにおいて、前記スライドドアを人力により前記阻止部材を乗越えて動かすときの負荷の変化に応じて前記支援手段の支援力を調節する支援力調節手段(607,608,609, 610,611,612)を設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、パワースライドドアに関し、特に、モータの動力でスライドドアを駆動してドアオープニングを開閉するパワースライドドアに関する。

ワンボックス型やミニバン型の車両では、後部のサイドドアを、モータの動力で開閉するパワースライドドアとすることが多い。パワースライドドアにおいては、スライドドアが、モータの動力により、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じる。

モータからスライドドアまでの動力伝達機構中にクラッチが設けられ、モータによるスライドドアの駆動時にはクラッチをオンにし、非駆動時にはクラッチをオフにする。クラッチをオフにすると、スライドドアはフリー状態となり、人力による開閉が可能になる。人力での開閉については、負荷が軽くなるように、モータの動力を利用した支援すなわちパワーアシストが行われる（例えば、特許文献１の段落番号００１８、図３参照）。

全開状態のフリーのスライドドアが、車両の前傾等により自重で閉まりだすことがないように、パワースライドドアには、スライドドアが自重で閉まるのを阻止する阻止部材が設けられる。

阻止部材としては、スライドドアを動力または人力で強制的に閉めるときに乗越えられるように、弾性的に変形可能な部材が用いられる。そのような阻止部材は、チェックスプリングとも呼ばれる（例えば、特許文献２の段落番号００４７、図１３参照）。

特開平１０−２５２３４７号公報 特開２０００−１５８９４６号公報

チェックスプリングの乗越えに伴う負荷変動により、人力開閉時の全開付近におけるスライドドアの操作性が悪くなる。
そこで、本発明の目的は、人力開閉時の全開付近におけるスライドドアの操作性が良いパワースライドドアを実現することにある。

課題を解決するための手段としての請求項１に係る発明は、モータの動力でスライドドアを駆動してドアオープニングを開閉する駆動手段と、人力による前記スライドドアの開閉を前記駆動手段を通じてアシストする支援手段と、全開状態の前記スライドドアが自重で閉まるのを阻止する阻止部材を有するパワースライドドアであって、前記スライドドアを人力により前記阻止部材を乗越えて動かすときの負荷の変化に応じて前記支援手段の支援力を調節する支援力調節手段を具備することを特徴とするパワースライドドアである。

課題を解決するための手段としての請求項２に係る発明は、前記支援力の調節は、前記モータへの通電を調節することによって行われることを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドアである。

課題を解決するための手段としての請求項３に係る発明は、前記通電の調節は、通電のオンオフのデューティレシオを調節することによって行われることを特徴とする請求項２に記載のパワースライドドアである。

課題を解決するための手段としての請求項４に係る発明は、前記支援手段による支援は、前記スライドドアが前記阻止部材を乗越える間だけ行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１つに記載のパワースライドドアである。

課題を解決するための手段としての請求項５に係る発明は、前記阻止部材は、チェックスプリングであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１つに記載のパワースライドドアである。

請求項１に係る発明によれば、モータの動力でスライドドアを駆動してドアオープニングを開閉する駆動手段と、人力による前記スライドドアの開閉を前記駆動手段を通じてアシストする支援手段と、全開状態の前記スライドドアが自重で閉まるのを阻止する阻止部材を有するパワースライドドアは、前記スライドドアを人力により前記阻止部材を乗越えて動かすときの負荷の変化に応じて前記支援手段の支援力を調節する支援力調節手段を具備するので、人力開閉時の全開付近におけるスライドドアの操作性が良いパワースライドドアを実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、前記支援力の調節は、前記モータへの通電を調節することによって行われるので、支援力の調節を適切に行うことができる。
請求項３に係る発明によれば、前記通電の調節は、通電のオンオフのデューティレシオを調節することによって行われるので、通電の調節を適切に行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、前記支援手段による支援は、前記スライドドアが前記阻止部材を乗越える間だけ行われるので、必要最小限の支援を行うことができる。
請求項５に係る発明によれば、前記阻止部材は、チェックスプリングであるので、スライドドアの阻止を適切に行うことができる。

発明を実施するための形態の一例のパワースライドドアを装備した車両の外観を示す図である。 スライドドアとドアオープニングの構成を示す図である。 スライドドア制御システムの構成を示すブロック図である。 開閉機構の要部を模式的に示す図である。 モータ通電のデューティレシオとドア速度とドアパルスのパルス幅の関係を示すグラフである。 スライドドア制御システムの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための形態に限定されるものではない。
図１に、パワースライドドアを装備した車両の左側の外観を模式的に示す。図１に示すように、車両１００は、パワースライドドア２００を装備している。パワースライドドア２００は、発明を実施するための形態の一例である。パワースライドドア２００の構成によって、パワースライドドアに関する発明を実施するための形態の一例が示される。以下、パワースライドドアを、単にスライドドアともいう。

スライドドア２００の上部、下部および後部は、車両１００のボデー１１０の上部、下部および後部に設けられたガイドレール１１２，１１４，１１６にそれぞれ係合する。スライドドア２００は、ガイドレール１１２，１１４，１１６に沿った後方への往復的なスライド運動により、ボデー１１０の側面の開口部すなわちドアオープニングを開閉する。

スライドドア２００の開閉は、モータの動力を利用した後述の開閉機構によって行われる。開閉機構はクラッチを有する。クラッチは、モータによるスライドドア２００の駆動時にオンとなり、非駆動時にオフとなる。クラッチがオフの時スライドドア２００はフリー状態となり、人力による開閉が可能となる。人力での開閉はドアハンドル２００ａを利用して行われる。

ガイドレール１１４には、チェックスプリング１１４ａが設けられる。チェックスプリング１１４ａは、ガイドレール１１４の後ろ寄りに設けられ、二点鎖線で示すように、全開状態でフリーになったスライドドア２００が、自重で閉方向に戻るのを阻止するようになっている。チェックスプリング１１４ａは、本発明における阻止部材の一例であり、また、チェックスプリングの一例である。

チェックスプリング１１４ａは、弾性的に変形可能になっており、スライドドア２００をモータの動力または人力で強制的に閉めるときには、それを乗越えることができる。なお、チェックスプリングは、ガイドレール１１４に限らず、ガイドレール１１２や１１６に設けるようにしても良い。

図２に、スライドドアとドアオープニングの構成を模式的に示す。図２は、図１に示した車両１００のＡＡ断面図に相当する。図２では、上が室外、下が室内、左が前方、右が後方である。

図２に示すように、スライドドア２００は、ボデー１１０のドアオープニング３００に嵌まり込んだ状態で閉じきる。この状態では、スライドドア２００の外面は、ボデー１１０の外面に対して段差がなく、いわゆる面一（つらいち）となる。また、スライドドア２００の内面のドアトリム２０２も、ボデー１１０の内面に対して面一となる。スライドドア２００は、本発明におけるスライドドアの一例である。ドアオープニング３００は、本発明におけるドアオープニングの一例である。

スライドドア２００の後部は、オープニング３００内で、係合部材２０４を介してガイドレール１１６に係合する。係合部材２０４は、スライドドア２００側がヒンジとなっておりガイドレール１１６側がローラとなっている。ガイドレール１１６は、ボデー１１０の外面からオープニング３００内に斜めに入り込んでおり、係合部材２０４のローラは、ガイドレール１１６の斜め部の終端付近に位置する。

スライドドア２００の前部は、オープニング３００内で、ボス２０６によりソケット１１８に係合する。ソケット１１８は、オープニング３００内で、ボデー１１０のセンタピラー１２０の後面に設けられる。 オープニング３００の内周は、室内側がオープニングフランジ３０２となっている。オープニングフランジ３０２の先端部には、ウェザストリップ４００が設けられる。

図３に、スライドドア制御システムの構成をブロック図によって示す。図３に示すように、スライドドア制御システム１は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０を有する。ＥＣＵ１０は、スライドドア制御システム１の中枢をなす。

ＥＣＵ１０には、メインSW（スイッチ）２０、ドアSW（スイッチ）３０、操作SW（スイッチ）４０およびドアパルス発生回路５０からそれぞれ信号が入力される。ＥＣＵ１０は、それら入力信号に基づいて、所定のプログラムにより、ドア開閉制御回路６０を通じてスライドドア２００を制御する。以下、ＥＣＵ１０によるドア開閉制御回路６０を通じての制御を、単にＥＣＵ１０による制御という。

メインSW２０からの入力信号は、メインSW２０のオンオフ(ON-OFF)を表す信号である。メインSW２０は、搭乗者によってオンオフされる。ＥＣＵ１０は、メインSW２０からの入力信号に基づいて、メインSW２０の投入状態を認識する。

ドアSW３０からの入力信号は、ドアハンドル２００ａの操作状態を表す信号である。ドアハンドル２００ａは、人力によるスライドドア２００の開閉に操作される。ＥＣＵ１０は、ドアSW３０からの入力信号に基づいて、ドアハンドル２００ａの操作状態を認識する。

操作SW４０からの入力信号は、操作SW４０の操作状態を表す信号である。操作SW４０は、パワーモードでの開閉時に、搭乗者により、スライドドア２００の開方向または閉方向に操作される。ＥＣＵ１０は、操作SW４０からの入力信号に基づいて、操作SW４０の操作状態を認識する。

ドアパルス発生回路５０からの入力信号は、スライドドア２００の移動を表すパルス信号である。このパルス信号は、例えば、動力用のモータの回転に伴って発生するパルスとして得られる。そのようなパルスの発生には、例えば、後述のような永久磁石とホールICの組み合わせが利用される。

ＥＣＵ１０は、ドアパルス発生回路５０からの入力パルスを計数して、スライドドア２００の移動量を認識する。ＥＣＵ１０は、ドア移動量の積算値からスライドドア２００の現在位置を求める。ＥＣＵ１０は、また、ドア移動量の変化率からスライドドア２００の移動速度を求める。ＥＣＵ１０は、さらに、入力パルスのパルス幅の増加および減少に基づいて、ドア移動速度の減少および増加をそれぞれ認識する。

メインSW２０がオンになっている状態において、搭乗者により、操作SW４０が開方向または閉方向に操作されると、それに対応したＥＣＵ１０の制御指令により、モータの動力によるスライドドア２００の開閉が行われる。

メインSW２０がオンまたはオフになっている状態で、人力によるスライドドア２００の開閉が行われると、ドアSW３０からの入力に基づくＥＣＵ１０の制御指令により、モータによるパワーアシストを伴うスライドドア２００の人力開閉が行われる。ＥＣＵ１０およびドア開閉制御回路６０は、本発明における支援手段の一例である。

図４に、開閉機構の要部の一例を模式的に示す。図４に示すように、開閉機構５００は、モータ５１０、クラッチ５２０およびウォーム減速機構５３０を有する。モータ５１０は、回転軸５１２を有する。ウォーム減速機構５３０は、ウォームギヤ５３２とウォームホイール５３４を有する。ウォームギヤ５３２はウォーム減速機構５３０の入力軸であり、ウォームホイール５３４の中心軸５３４ｃはウォーム減速機構５３０の出力軸である。開閉機構５００は、本発明における駆動手段の一例である。

モータ５１０としては、例えば、正逆両方向に回転可能な直流モータ等が用いられる。モータ５１０の正回転および逆回転によって、スライドドア２００は、それぞれ、例えば、開方向および閉方向に駆動される。モータ５１０は、本発明におけるモータの一例である。

クラッチ５２０としては、例えば、電磁クラッチ等が用いられる。クラッチ５２０は、モータ５１０の回転軸５１２に、ウォーム減速機構５３０のウォームギヤ５３２を同軸的に結合する。クラッチ５２０のオンオフは、ＥＣＵ１０によって制御される。なお、クラッチとしては、ウォーム減速機構の出力側で動力伝達をオンオフするものを用いても良い。

ウォーム減速機構５３０としては、ウォームギヤ５３２とウォームホイール５３４の間で可逆的に動力伝達が可能なものが用いられる。そのようなウォーム減速機構では、ウォームギヤ５３２の進み角度が１５度−３５度の範囲に設定されている。これによって、ウォームギヤ５３２を主動側としウォームホイール５３４を従動側とする動力伝達と、ウォームホイール５３４を主動側としウォームギヤ５３２を従動側とする動力伝達が、どちらも可能となる。

なお、減速機構としては、ウォーム減速機構に代えて、可逆的に動力伝達が可能な適宜の減速機構を用いて良い。また、可逆的に動力伝達可能な減速機構を用いるときは、モータと減速機構が直結していても人力によるスライドドアの開閉が可能なので、開閉機構はクラッチレスの開閉機構とすることができる。

ウォームギヤ５３２は、クラッチ５２０とは反対側の端部に、永久磁石５３２ｍを有する。永久磁石５３２ｍの近傍には、ホールIC５３２ｈが設けられる。永久磁石５３２ｍとホールIC５３２ｈは、ドアパルス発生回路５０用のパルス発生器を構成する。以下、ドアパルス発生回路５０からＥＣＵへの入力信号をドアパルスともいう。

モータ５１０の回転軸５１２の回転は、ＥＣＵ１０によって制御される。以下、モータ５１０の回転軸５１２の回転を、単に、モータ５１０の回転という。ＥＣＵ１０は、通電量を調節することにより回転速度を制御する。通電量の調節は、通電のオンオフのデューティレシオによって制御される。

デューティレシオの増減に対応して通電量が増減し、それに応じてモータ５１０の回転速度すなわちドア速度が増減する。ドア速度の増加および減少に対応して、ドアパルスのパルス幅が、それぞれ、減少および増加する。これによって、ドア速度およびドアパルスのパルス幅とデューティレシオの関係は、例えば、図５に示すようになる。

ＥＣＵ１０は、スライドドア２００が全開位置または全閉位置に到達したとき、あるいは、パワーモードでの稼働中にメインSW２０がオフにされたときには、スライドドア２００の駆動を解除する。

駆動解除により、モータ５１０には通電されなくなり、かつ、クラッチ５２０がオフになる。クラッチ５２０がオフになることにより、ウォーム減速機構５３０において、ウォームギヤ５３２が無抵抗で回転可能な状態となる。このとき、スライドドア２００はフリー状態となる。

なお、開閉機構がクラッチレスのときは、モータ５１０への通電停止とともに、ウォームギヤ５３２が低抵抗で回転可能な状態となる。したがって、スライドドア２００は実質的にフリー状態となる。

図６に、スライドドア制御のフローチャートを示す。このフローチャートは、主としてＥＣＵ１０の動作を表す。図６に示すように、ステップ６０１で、マニュアル状態で全開範囲内か否かを判定する。

なお、マニュアル状態とは、人力によるスライドドアの開閉が可能な状態であり、全開範囲とは、スライドドア２００の開き切りの位置からチェックスプリング１１４ａを乗越えた位置までの範囲である。

判定がYESの場合は、ステップ６０２で、ハンドルONか否かを判定する。ハンドルONとは、ドアハンドル２００ａが人力で操作されたこと、すなわち、人力による閉操作が行われたことを意味する。判定がYESの場合は、ステップ６０３で、パルス入力ありか否かを判定する。判定するパルスは、ドアパルスである。

判定がYESの場合は、ステップ６０４で、規定量移動したか否かを判定する。この判定は、ドアパルスの計数値に基づいて行われる。これによって、スライドドア２００が規定量移動したか否かが判定される。規定量は、例えば、スライドドア２００の開き切りの位置からチェックスプリング１１４ａまでの距離にとされる。

ステップ６０１からステップ６０４までのいずれかにおいて、判定がNOの場合は、ステップ６０１に戻る。これによって、いずれかの判定がNOである間は、ステップ６０１からステップ６０４の判定動作が繰り返される。

ステップ６０１からステップ６０４までの全ての判定がYESの場合は、ステップ６０５で、移動量分のパルスを取得する。取得するパルスは、スライドドア２００が規定量移動する間に発生した全てのドアパルスである。

これらパルスについて、ステップ６０６で、最新のパルス幅と過去のパルス幅を比較する。最新のパルス幅は、パルス列の後尾のパルスのパルス幅であり、過去のパルスは、パルス列の先頭のパルスのパルス幅である。

ステップ６０７で、パルス幅は不変か否かを判定する。判定がYESの場合は、ステップ６１０で、移動速度に適したDUTYにてアシスト作動を行う。すなわち、人力で操作されたスライドドア２００の移動速度に適したデューティレシオでのモータ５１０の通電が行われ、その動力によるパワーアシストが行われる。移動速度に適したデューティレシオは、モータの特性に応じて定まる。

パルス幅の不変は、ドア移動速度の不変を意味する。ドア移動速度の不変は、負荷の不変に由来する。そのような場合は、移動速度に適した力によるパワーアシストが行われる。これによって、閉方向への人力によるスライドドアの移動を操作性良く行うことができる。ステップ６０７，６１０の動作を行うＥＣＵ１０は、本発明における支援力調節手段の一例である。

ステップ６０７での判定がNOの場合は、ステップ６０８で、パルス幅は増加か否かを判定する。判定がYESの場合は、ステップ６１1で、高DUTYにてアシスト作動を行う。すなわち、モータ５１０には、高いデューティレシオで通電され、その動力によるパワーアシストが行われる。

高いデューティレシオは、ステップ６１０におけるアシスト時のデューティレシオ、すなわち、移動速度に適したデューティレシオに＋αしたものとされる。これによって、パルス幅が増加したときは、増強した力によるパワーアシストが行われる。

パルス幅の増加は、ドア移動速度の低下を意味する。ドア移動速度の低下は、負荷の増大に由来する。そのような場合は、増強した力によるパワーアシストが行われる。これによって、閉方向への人力によるスライドドアの移動を操作性良く行うことができる。ステップ６０８，６１１の動作を行うＥＣＵ１０は、本発明における支援力調節手段の一例である。

ステップ６０８での判定がNOの場合は、ステップ６０９で、パルス幅は減少か否かを判定する。判定がYESの場合は、ステップ６１２で、低DUTYにてアシスト作動を行う。すなわち、モータ５１０には、低いデューティレシオで通電され、その動力によるパワーアシストが行われる。

低いデューティレシオは、ステップ６１０におけるアシスト時のデューティレシオ、すなわち、移動速度に適したデューティレシオに−αしたものとされる。これによって、減弱した力によるパワーアシストが行われる。ステップ６０９，６１２の動作を行うＥＣＵ１０は、本発明における支援力調節手段の一例である。

パルス幅の減少は、ドア移動速度の上昇を意味する。ドア移動速度の上昇は、負荷の減少に由来する。そのような場合は、減弱した力によるパワーアシストが行われる。これによって、閉方向への人力によるスライドドアの移動を操作性良く行うことができる。

このようなパワーアシストを行い、ステップ６１３で、全開範囲外か否かを判定する。判定がNOの場合は、パワーアシストを続けながらここでルーピングするが、YESの場合は、ステップ６１４で、アシスト作動を停止する。

それ以降は、人力のみによるスライドドア２００の閉操作が行われる。全開範囲外には特に障害が存在しないので、スライドドア２００の移動を操作性良く行うことができる。このように、パワーアシストを全開範囲内に限定することにより、アシストを必要最小限とし、消費電力を抑制することができる。

なお、必要に応じて、全開範囲外でも、上記のようなパワーアシストを行うようにしても良い。これによって、車両の後傾等により負荷が増大したときでも、人力で操作性良くスライドドア２００を閉じることができる。また、スライドドア２００を人力で開けるときにも、上記に倣ったパワーアシストを行うことができる。

本発明のパワースライドドアは、車両用に限らず、船舶や航空機等用のパワースライドドア、あるいは、屋内や屋外で使用されるパワースライドドア等、適宜の用途のパワースライドドアであって良い。

１ ： スライドドア制御システム
１０ ： ＥＣＵ
２０ ： メインSW
３０ ： ドアSW
４０ ： 操作SW
５０ ： ドアパルス発生回路
６０ ： ドア開閉制御回路
１００ ： 車両
１１０ ： ボデー
１１２，１１４，１１６ ： ガイドレール
１１８ ： ソケット
１２０ ： センタピラー
２００ ： パワースライドドア
２０２ ： ドアトリム
２０４ ： 係合部材
２０６ ： ボス
３００ ： ドアオープニング
３０２ ： オープニングフランジ
４００ ： ウェザストリップ
５００ ： 開閉機構
５１０ ： モータ
５１２ ： 回転軸
５１４ ： リレー
５２０ ： クラッチ
５３０ ： ウォーム減速機構
５３２ ： ウォームギヤ
５３２ｍ ： 永久磁石
５３２ｈ ： ホールIC
５３４ ： ウォームホイール
５３４ｃ ： 出力軸

Claims (5)

1. モータの動力でスライドドアを駆動してドアオープニングを開閉する駆動手段と、人力による前記スライドドアの開閉を前記駆動手段を通じてアシストする支援手段と、全開状態の前記スライドドアが自重で閉まるのを阻止する阻止部材を有するパワースライドドアであって、
   前記スライドドアを人力により前記阻止部材を乗越えて動かすときの負荷の変化に応じて前記支援手段の支援力を調節する支援力調節手段
   を具備することを特徴とするパワースライドドア。
2. 前記支援力の調節は、前記モータへの通電を調節することによって行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワースライドドア。
3. 前記通電の調節は、通電のオンオフのデューティレシオを調節することによって行われる
   ことを特徴とする請求項２に記載のパワースライドドア。
4. 前記支援手段による支援は、前記スライドドアが前記阻止部材を乗越える間だけ行われる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１つに記載のパワースライドドア。
5. 前記阻止部材は、チェックスプリングである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１つに記載のパワースライドドア。

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