JP2013087511A - 開閉体の開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉体を手動から電動への開閉制御の際に、衝撃や急な開閉体の動きを無くして、操作者に不安感を与えないようにする。
【解決手段】操作者が自動車のスライドドアを開けると開閉スイッチがオンとなり（Ｓ１）、モータが回転駆動される（Ｓ２）。ドア速度センサからの信号により制御部がスライドドアの移動速度を測定する（Ｓ３）。操作者がスライドドアから手を離すと開閉スイッチがオフとなり（Ｓ４）、ステップ（Ｓ５）でスライドドアの移動速度とモータの回転速度とが比較される。スライドドアの移動速度よりモータの回転速度が早い場合には電磁クラッチを接続する（Ｓ６）。次いでスライドドアが所定の速度制御により開閉制御され（Ｓ７）、スライドドアが全開または全閉位置まで来ると終了する（Ｓ８）。
【選択図】図５

Description

本発明は、開閉体の開閉制御装置に関するものであり、より詳しくは車両のスライドドア、リフトゲートやサンルーフなどの開閉体の開閉制御装置に関するものである。

従来、車両には、ドアの開口部を開閉するスライドドアが設けられており、このスライドドアを電動により開閉制御するオートスライドドア制御装置が装備されている。このオートスライドドア制御装置は、スライドドアを手動により開閉操作した際に、スライドドアの開閉を手動から電動駆動に自動的に開始するパワーアシスト機能を備えている。

この種のパワーアシスト機能を備えているオートスライドドア制御装置の従来例としては、例えば、下記に示す特許文献１が挙げられる。

特開２００１−１８０２７４号公報

上記特許文献１のオートスライドドア制御装置は、移動速度に応じた回転速度で駆動モータを回転させる回転制御手段と、該回転制御手段にて前記駆動モータを回転させた後、該駆動モータの駆動力を、スライドドアを移動する移動機構へ伝達するクラッチ制御手段とを備えた構成となっている。

この特許文献１では、駆動モータの回転速度を予め３段階に設定しておき、手動で開閉しているドア速度に近いモータ速度を３段階のモータ速度から選択してクラッチを接続するようにしている。

しかしながら、この特許文献１では、モータ速度が３段階に設定されているために、スライドドアが手動操作から自動開閉に切り替わった際には、スライドドアの開閉速度と予め設定された速度とのギャップにより、急なスライドドアの動きで操作者に不安を与えることとなってしまうという問題がある。すなわち、急に速度が早くなったり、急に速度が遅くなったりして、操作者に不安感を与えることになる。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、開閉体を手動から電動への開閉制御の際に、衝撃や急な開閉体の動きを無くして、操作者に不安感を与えることがない開閉体の開閉制御装置を提供することを目的としているものである。

そこで、本発明の開閉体の開閉制御装置では、モータ２０の回転速度に応じた速度で開閉体３を開閉する開閉体の開閉制御装置であって、
前記開閉体３の移動速度を検知する速度検出手段２５と、前記モータ２０の回転速度を制御するモータ制御手段３５と、前記モータ２０の駆動力を前記開閉体３の駆動機構に伝達するクラッチ２２と、前記開閉体３の手動操作の開始及び停止を切り替える開閉スイッチ４１と、前記速度検出手段２５により検知された手動操作による開閉体３の移動速度である開閉体移動速度と同等になるように前記モータ２０の回転速度であるモータ回転速度を前記モータ制御手段３５により制御し、前記開閉スイッチ４１からの手動操作の停止信号に基づいてクラッチ２２による開閉体３の駆動機構とモータ２０とを接続する制御手段３２とを備えていることを特徴としている。

（１）本発明の開閉体の開閉制御装置によれば、速度検出手段２５により検知された手動操作による開閉体３の開閉体速度と同等になるようにモータ２０のモータ回転速度をモータ制御手段３５により制御し、開閉スイッチ４１からの手動操作の停止信号に基づいてクラッチ２２による開閉体３の駆動機構とモータ２０とを接続するようにしているので、所謂無段階でのクラッチ接続となり、衝撃や急なドアの動きを無くすことができる。これにより、開閉体３を手動から電動に移行しても、開閉体３が急に遅くなったり、早くなったりすることを防止でき、操作者に不安感を与えることがない。

（２）本発明の開閉体の開閉制御装置によれば、モータ２０のモータ回転速度が開閉体３の開閉体速度より早い速度となった後に、前記クラッチ２２により開閉体３の駆動機構とモータ２０とを接続するようにしていることで、クラッチ接続時にケーブル１１が緩むことはなく、そのため、開閉体３の移動にガタツキを生じさせず、操作者に故障等の不安を与えることもなく、またモータ２０にも無用の負担を与えることもない。
つまり、駆動機構としてケーブル１１を用いている場合、上記とは逆にモータ２０のモータ回転速度が開閉体３の開閉体速度に相当する回転速度より遅い場合には、クラッチ接続時にケーブル１１が緩んでしまい、開閉体３の移動にガタツキを生じ、操作者に故障等の不安を与えてしまい、またモータ２０にも無用の負担を与えてしまうことになる。

（３）本発明の開閉体の開閉制御装置によれば、クラッチ２２による開閉体３の駆動機構とモータ２０との接続が半クラッチ状態を維持してから接続するようにしていることで、手動による開閉体３の開閉体速度とモータ２０のモータ回転速度とを適合させることができる。

本発明の実施の形態における自動車の要部側面図である。 本発明の実施の形態における開閉制御装置のブロック構成図である。 本発明の実施の形態における制御用のブロック図である。 本発明の実施の形態におけるスライドドアの開閉の速度制御を示す図である。 本発明の実施の形態における制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２に示す開閉制御装置３０は、自動車１の後部のドア枠２に沿って前後にスライド自在に設けられているスライドドア３を開閉駆動するものである。なお、本発明の要旨は機構的な構成ではないので、図２では、開閉制御装置３０の構成をブロック図的に描いている。

スライドドア３は、図１に示すように、自動車１の側面の上部に設けられているアッパーレール４と、中央部に設けられているセンターレール５と、下部に設けられているロアレール６とによってガイドされることができる。
アッパーレール４とロアレール６はドア枠２の前端の近辺まで延びており、センターレール５はドア枠２の後端の近辺まで延びている。そして、各レール４、５、６も前端の近辺では、図２に示すように車内側に湾曲しており、スライドドア３を閉めた場合に、自動車１の側面とスライドドア３の側面とが面一になるようになっている。

スライドドア３にはそれぞれのレール４、５、６に対応したアーム７（図２参照）が車内側に突出して設けられており、それらのアーム７にはレール４、５、６上を転動する走行ローラ８（図１参照）が回転自在に取り付けられている。なお、図２では走行ローラ８は図示省略している。
本実施形態では、開閉制御装置３０はセンターレール５を転動する走行ローラ８を支持するアーム７を駆動してスライドドア３を開閉制御するようにしている。なお、他のアームを駆動するようにしても良い。

図２において、アーム７の端部には、スライドドア３を前後方向に駆動するためのケーブル１１（１１ａ、１１ｂ）の端部が係止されている。すなわち、スライドドア３を前進させる第１のケーブル１１ａの一方の端部と、スライドドア３を後退させる第２のケーブル１１ｂの一方の端部がそれぞれ係止されている。
ケーブル１１はセンターレール５に沿って配索されており、第１のケーブル１１ａの他方の端部は、方向転換用のガイドプーリ１３を介して駆動用のドラム２３に巻回されている。また、第２のケーブル１１ｂの他方の端部は、方向転換用のガイドプーリ１４を介して駆動用のドラム２３に巻回されている。

また、図１に示すように、スライドドア３の前端には開閉用の把手９が設けられており、この把手９を持って操作した際にオンされる開閉スイッチが設けられている。そして、この開閉スイッチのオン信号により開閉制御装置３０の制御装置３１（図２参照）にて駆動部１６が駆動され、スライドドア３が開閉制御される。

この駆動部１６は、正逆転可能なモータ２０と、このモータ２０の回転を減速させる減速機構２１と、この減速機構２１の出力を断続し、半クラッチ状態が可能な電磁クラッチ２２と、このオンした電磁クラッチ２２により回転駆動されるドラム２３とで構成されている。
なお、駆動部１６を構成しているこれらのモータ２０、減速機構２１、電磁クラッチ２２及びドラム２３自体は周知なものであるので、詳細な説明は省略する。ここで、ケーブル１１及びアーム７にて、モータ２０の駆動力をスライドドア３を伝達する駆動機構を構成している。

また、図２に示すように、駆動部１６側には、開閉体であるスライドドア３の開閉速度（移動速度）を検出する速度検出手段であるドア速度センサ２５と、スライドドア３の開閉速度に対応したモータ２０の回転速度を検出するモータ速度センサ２６が設けられている。
ドア速度センサ２５は、ドラム２３の回転を検出してスライドドア３の開閉速度を検出するようにしており、スライドドア３が手動あるいは電動で開閉された場合、ケーブル１１が移動することでドラム２３も同時に回転し、このドラム２３の回転によりスライドドア３の開閉速度を検出している。

また、モータ２０のモータ回転速度を検出するモータ速度センサ２６は、モータ２０の出力軸側に直接配置しても良いが、本実施形態では、減速機構２１側に設けている。モータ速度センサ２６は、モータ２０のモータ回転速度を検出しており、モータ２０のモータ回転速度と、スライドドア３のモータ開閉速度とを予め対応させていて、モータ速度センサ２６からの信号によりスライドドア３の開閉速度を制御するようにしている。

図３は本発明の開閉制御装置３０のブロック図を示しており、主に本発明に関連している部分のブロック図を示している。制御装置３１は、制御部３２、記憶部３３、クラッチ駆動部３４、モータ速度制御部３５等で構成されている。
この制御装置３１には、前記ドア速度センサ２５やモータ速度センサ２６からの信号が入力され、また、図３の実施形態では、スライドドア３の把手９側に設けられている開閉スイッチ４１からのオン信号やオフ信号が入力されるようになっている。この開閉スイッチ４１は、把手９を持った時にオンとなり、把手９から手を離すとオフとなるようになっている。

ＣＰＵにて構成される制御部３２は、所定のプログラムの手順に沿って全体を制御するものであって制御手段を構成し、また、記憶部３３は、前記プログラムを格納しているＲＯＭや、ドア速度センサ２５やモータ速度センサ２６からのデータを一時的に保存するＲＡＭ等で構成されている。
クラッチ駆動部３４は、制御部３２からの信号により駆動されて、電磁クラッチ２２をオン、またはオフさせるものである。また、モータ速度制御部３５は、ＰＷＭ回路、このＰＷＭ回路にて駆動されパワー半導体からなるモータ駆動回路等にて構成されている。そして、モータ速度制御部３５は、制御部３２からの制御信号によりＰＷＭ回路のデューティ比を可変させることで、モータ２０の回転速度を制御するようになっている。

ここで、ドア速度センサ２５やモータ速度センサ２６は、例えばパルスエンコーダにて構成されており、周知のようにパルスエンコーダから出力されるパルス信号により回転の方向（スライドドア３の前後方向）、スライドドア３の開閉速度やモータ２０の回転速度を検出できる。また、これらのセンサから出力している信号に対して予め基準値を設定しておくことで、スライドドア３の開閉の位置も検出可能となっている。

ところで、図４はスライドドア３を開閉する際の制御される速度を模式的に示しており、スライドドア３を全閉位置から全開位置まで開ける場合、全閉位置から所定の距離Ｘ１までは開閉速度を０から上昇させていき、全開位置から手前の所定の距離Ｘ２までは、一定の速度Ｖ１でスライドドア３を移動させる。そして、所定の距離Ｘ２に到達すると、全開位置までは速度を下降させていく。
このスライドドア３の開閉速度の制御は、ドア速度センサ２５やモータ速度センサ２６からの信号に基づいて制御部３２が行なっている。

次に、本発明の制御動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１に示すように、操作者がスライドドア３（開閉体）の把手９を持つと開閉スイッチ４１がオンされ、その開閉スイッチ４１からの信号が制御装置３１の制御部３２へ入力される。制御部３２は、開閉スイッチ４１からのオン信号が入力されるまではクラッチ駆動部３４やモータ速度制御部３５をオン駆動はせずに、電磁クラッチ２２及びモータ２０はオフ状態を維持している。
電磁クラッチ２２がオフとなっていることで、スライドドア３は手動で開閉することができ、操作者はスライドドア３を開ける（または閉じる）。

そして、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、開閉スイッチ４１からのオン信号により制御部３２はモータ速度制御部３５を駆動してモータ２０を回転駆動させる。次に、ステップＳ２からステップＳ３へ移行して、制御部３２はドア速度センサ２５からの信号によりスライドドア３（開閉体）の移動速度である開閉体速度を測定する。操作者がスライドドア３を少し開けた状態（または少し閉じた状態）で把手９から手を離すと、手動操作による信号によって開閉スイッチ４１はオフとなる（ステップＳ４参照）。

ステップＳ４からステップＳ５へ進み、ステップＳ５において、スライドドア３の開閉速度とモータ２０の回転速度とを比較する。すなわち、ドア速度センサ２５からの信号とモータ速度センサ２６からの信号とを制御部３２が比較判断し、スライドドア３の開閉速度とモータ２０の回転速度とが同等、特に、モータ回転速度がスライドドア３の開閉速度より大きい場合には、ステップＳ６に移行して制御部３２がクラッチ駆動部３４を駆動して電磁クラッチ２２をオン、つまり接続してドラム２３を回転駆動する。
例えば、スライドドア３を開ける場合は、モータ２０を正転駆動して第２のケーブル１１ｂをドラム２３にて巻き取ると共に、第１のケーブル１１ａを送り出す。また、スライドドア３を閉じる場合は、ドラム２３にて第１のケーブル１１ａを巻き取ると共に、第２のケーブル１１ｂを送り出す。

ステップＳ６で電磁クラッチ２２をオンさせる前は、半クラッチ状態としており、そのため、手動によるスライドドア３の開閉体速度とモータ２０の回転速度とを適合させることができる。

そして、ステップＳ６から移行したステップＳ７においては、スライドドア３の開閉速度制御を行なう。すなわち、モータ速度制御部３５によりスライドドア３の開閉速度が図４に示す開閉速度、つまり目標速度となるように速度制御が行なわれる。
そして、ステップＳ８へ移行してスライドドア３が所定の終了位置、つまり、全開位置か全閉位置に到達した場合には、開閉制御が終了する。この時点で制御部３２は、クラッチ駆動部３４及びモータ速度制御部３５を制御して電磁クラッチ２２及びモータ２０をオフにする。

このように、スライドドア３の開閉体速度とモータ２０のモータ回転速度とが同等になった時に電磁クラッチ２２をオン（接続）させていることで、所謂無段階でのクラッチ接続となり、急な接続とならない程度の同等な速度における接速となるので、衝撃や急なドアの動きを無くすことができる。これにより、スライドドア３を手動から電動に移行しても、スライドドア３が急に遅くなったり、早くなったりすることを防止でき、操作者に不安感を与えることがない。

特に、モータ２０のモータ回転速度がスライドドア３の開閉体速度より早い速度となった後に、制御部３２によって電磁クラッチ２２によりスライドドア３の駆動機構、つまりケーブル１１をモータ２０とを接続するようにしているものであり、そのため、以下に示すようなことがない。
すなわち、駆動機構としてケーブル１１を用いている場合、モータ２０のモータ回転速度がスライドドア３の開閉体速度に相当する回転速度より遅い場合には、クラッチ接続時にスライドドア３の移動速度が低下してケーブル１１が緩んでしまい、スライドドア３の移動にガタツキを生じ、操作者に故障等の不安を与えてしまい、またモータ２０にも無用の負担を与えてしまうことになる。

しかし、本実施形態において、特に、モータ２０の回転速度がスライドドア３の開閉体速度より早い速度となった後に、電磁クラッチ２２によりスライドドア３の駆動機構、つまりケーブル１１をモータ２０とを接続するようにしていることで、急な接続とならない程度の同等な速度における接速となるので衝撃や急なドアの動きが無く、さらにクラッチ接続時にケーブル１１が緩むことはない。そのため、スライドドア３の移動にガタツキを生じさせず、操作者に故障等の不安を与えることもなく、またモータ２０にも無用の負担を与えることもない。

一方、ステップＳ５において、スライドドア３の開閉速度がモータ２０の回転速度より早い場合にはステップＳ９に移行し、モータ２０の速度を最速となるように制御を行なう。つまり、この場合には制御部３２はモータ速度制御部３５をデューティ比を大きくしてモータ２０が最速となるように制御する。
現在のモータ２０の回転速度が最速の場合にはステップＳ５に戻り、スライドドア３の開閉速度とモータ２０の回転速度が比較され、その比較結果によりステップＳ６あるいはステップＳ９に移行する。ステップＳ５においてモータ２０の回転速度がスライドドア３の開閉速度より早い場合にはステップＳ６へ移行して上述の制御動作が行なわれる。

また、ステップＳ９において、モータ２０の回転速度が最速ではない場合にはステップＳ１０に進み、制御部３２はモータ速度制御部３５においてデューティ比をさらに大きくしてモータ２０の回転速度を加速させてステップＳ５に戻り、上述の制御動作が行なわれる。

なお、上記の実施形態では、開閉体として自動車１の側面に設けられているスライドドアの場合について説明したが、スライドドアに限らず、手動から電動で開閉が可能なリフトゲートやサンルーフの場合も本発明を適用することができる。

３ スライドドア（開閉体）
１１ ケーブル
２０ モータ
２２ 電磁クラッチ
２３ ドラム
２５ ドア速度センサ（速度検出手段）
２６ モータ速度センサ
３２ 制御手段（制御部）
３５ モータ速度制御部（モータ制御手段）
４１ 開閉スイッチ

Claims (3)

1. モータ（２０）の回転速度に応じた速度で開閉体（３）を開閉する開閉体の開閉制御装置であって、
   前記開閉体（３）の移動速度を検知する速度検出手段（２５）と、
   前記モータ（２０）の回転速度を制御するモータ制御手段（３５）と、
   前記モータ（２０）の駆動力を前記開閉体（３）の駆動機構に伝達するクラッチ（２２）と、
   前記開閉体（３）の手動操作の開始及び停止を切り替える開閉スイッチ（４１）と、
   前記速度検出手段（２５）により検知された手動操作による開閉体速度と同等になるようにモータ回転速度を前記モータ制御手段（３５）により制御し、前記開閉スイッチ（４１）からの手動操作の停止信号に基づいてクラッチ（２２）による開閉体（３）の駆動機構とモータ（２０）とを接続する制御手段（３２）とを
   備えていることを特徴とする開閉体の開閉制御装置。
2. 前記開閉体（３）の駆動機構がケーブル（１１）を介して前記モータ（２０）の駆動力を開閉体（３）に伝達する機構を有し、
   前記制御手段（３２）は、モータ回転速度が開閉体速度より速い速度となった後に、前記クラッチ（２２）により開閉体（３）の駆動機構とモータ（２０）とを接続するようにしていることを特徴とする請求項１に記載の開閉体の開閉制御装置。
3. 前記クラッチ（２２）による前記開閉体（３）の駆動機構と前記モータ（２０）との接続が半クラッチ状態を維持してから接続するようにしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉体の開閉制御装置。

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