JP2014118690A - ドアロック開閉検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】キーシリンダの回転状態をダイレクトに検出でき、検出精度に優れたドアロック開閉検出センサを提供する。
【解決手段】ロータ２２及びロータ２２を回転可能に支持するロータケース２０を備え、ドアパネル３０に装着されてドアパネル３０の開閉動作のロック及びアンロック操作を可能とするキーシリンダ４のロータ２２に装着されるマグネット（永久磁石）４２と、ロータケース２０側に装着されロータ２２の回転操作に伴うマグネット４２の磁束の回転変化を検出するＭＲ（Magneto Resistance）センサ４４と、を有してドアロック開閉検出センサ４０を構成する。これにより、キーシリンダの回転に伴って変化するロータの回転位置を、ロック、アンロック、中立位置の例えば３ポジションの回転位置としてダイレクトに精度よく検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドアロック開閉検出センサに係り、特に、車両ドアに装着されるキーシリンダ用のドアロック開閉検出センサに関する。

従来、ドアロック装置として、車両ドアにキーシリンダを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、次のようなドアロック開閉の構成が示されている。車両ドアはドアアウタパネル、ドアトリムと、これら両パネル間に介装されたドアインナパネルとを備え、ドアアウタパネルには、車両ドアを開放等するためのアウトサイドハンドルが設けられている。このアウトサイドハンドルにはハンドル側リンク機構が連結されており、同アウトサイドハンドルを引き出すことで同ハンドル側リンク機構に設けられたロッドが押し下げられるようになっている。また、上記アウトサイドハンドルにはキーシリンダが収容されており、同キーシリンダに挿入されたキーの回転に伴って、室内側に伸びるキーシリンダのロッドが一体回転して、車両ドアのロック、アンロックがされる構成となっている。

また、車両のシフトレバーロック装置に使用されるキーシリンダの回転状態を検出するものとして、特許文献２に示すようなものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２のシフトレバーロック装置には、キーシリンダのロータに装着された磁石と、キーシリンダに挿入されたキーの回転操作に伴うロータ及びマグネットの回転状態を検出するための２つのホール素子がロータケースに装着された構成が示されている。

特開２００２−１２９８０５号公報 特開２００１−７３８２２号公報

しかし、車両のドアロックユニットのキーシリンダの回転状態を検出するためにホール素子を使用しようとすると、マグネットの形状が複雑化したり、複数のホール素子を要する等の問題があった。また、ホール素子は、磁界の強度変化を検出するため、キーシリンダの回転状態をダイレクトに検出するものではないため検出精度が十分ではない、等の問題があった。

従って、本発明の目的は、キーシリンダの回転状態をダイレクトに検出でき、検出精度に優れたドアロック開閉検出センサを提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するため、ロータ及び前記ロータを回転可能に支持するロータケースとを備え、ドアパネルに装着されて前記ドアパネルの開閉動作のロック及びアンロック操作を可能とするキーシリンダの前記ロータに装着されるマグネットと、前記ロータケース側に装着され前記ロータの回転操作に伴う前記マグネットの磁束の回転変化を検出するＭＲセンサを備えた回転検出部と、を有することを特徴とするドアロック開閉検出センサを提供する。

［２］前記ＭＲセンサは、前記ロータの中立位置、ロック位置、及びアンロック位置を１つのセンサで検出するものであることを特徴とすることを特徴とする上記［１］に記載のドアロック開閉検出センサであってもよい。

［３］また、前記マグネットは、前記ロータの回転中心に装着されていることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のドアロック開閉検出センサであってもよい。

本発明によれば、キーシリンダの回転状態をダイレクトに検出でき、検出精度に優れたドアロック開閉検出センサを提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備した車両の概略図である。 図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したフロントドアの概略図であり、（ｂ）は、そのフロントドアの斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したキーシリンダの概略斜視図である。 図４は、ＭＲセンサの構成とドアロック開閉検出センサの出力である３ポジション信号が車両の制御に適用される例を示すブロック図である。 図５は、ドアロック開閉検出センサの出力であるＭＲセンサ信号を示す電圧出力図である。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したキーシリンダの概略斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（本発明の第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備した車両の概略図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したフロントドアの概略図であり、（ｂ）は、そのフロントドアの斜視図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したキーシリンダの概略斜視図である。

（車両１の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両の概略図である。本発明のドアロック開閉検出センサをキーシリンダ４に搭載した場合について説明する。車両１は、エンジン及び車載機器等（図示せず）を搭載する車両本体２と、車両本体２に開閉自由に設けられたフロントドア３Ａ及びリアドア３Ｂと、フロントドア３Ａに設けられたキーシリンダ４と、を備えて概略構成されている。

（フロントドア３Ａの構成）
フロントドア３Ａは、図２（ａ）に示すように、鋼又はアルミニウム等の金属によって作製されたドアパネル３０と、一例として強化ガラスで作製された窓ガラス３１と、ドアパネル３０に設けられて車両キー５Ａにより回転操作されてドアのロック、アンロックを行なうためのキーシリンダ４、及び、伝達機構を介してドアラッチ１２をストライカから解除してフロントドア３Ａの開閉を可能にするドアハンドル３２と、を備えて概略構成されている。

また、ドアパネル３０の車両内部側には、図２（ｂ）に示すように、窓ガラス３１、及び窓ガラス３１を駆動するアクチュエータ（図示せず）、ドアロックユニット１０等を収納する収容部３７が設けられている。収容部３７は、車両内側部３７ａ、側部３７ｂ、上部３７ｃ及び底部３７ｄを有し、内部はドアロックユニット１０、キーシリンダ４等を収容する空間部となっている。

キーシリンダ４は、例えば図２（ａ）に示すドアハンドル３２の近傍に設けられている。正規の車両キー５Ａをキーシリンダ４に挿入すると、キーシリンダ４は回転操作が可能な状態になり、ドアのロック解除が可能となる。ユーザがドアハンドル３２を回転操作すると、ドアハンドル３２の操作力がロッド又はワイヤ等の連結手段（図示省略）を介して伝達されドアロックユニット１０へ伝達される。これにより、ドアラッチ１２のラッチ部（図示省略）は、フロントドア３Ａのロック解除位置に変位する。ラッチ部がロック解除位置に変位したことによって、ラッチ部と車両本体２に設けられたストライカ（図示省略）との結合が解除できる状態になり、ドアハンドル３２の操作によりフロントドア３Ａを開けることができ、ユーザは車両１に乗込むことができる。

キーシリンダ４は、図３に示すように、ロータケース２０と、このロータケース２０に回転可能に収容され、正規の車両キー５Ａにより回転操作されるロータ２２と、ロータ２２からドアハンドル３２の操作力のドアロックユニット１０への伝達を断続させる出力手段（図示省略）を駆動する駆動部材２３と、ドアロック開閉検出センサ４０から概略構成されている。このキーシリンダ４は、正規の車両キー５Ａにより、ロック、アンロック、中立位置の例えば３ポジションの回転位置に回転操作が可能とされている。

キーシリンダ４は、ロータ２２がロック位置とされることによりドアハンドル３２の操作力がロッド又はワイヤ等の伝達機構（図示省略）を介して伝達されないようにし、また、ロータがアンロック位置とされることによりドアハンドル３２の操作力がロッド又はワイヤ等の伝達機構（図示省略）を介して伝達されるように断続切り替えを行なうことにより、車両ドアの開閉におけるロック又はアンロックを行なう。

（ドアロック開閉検出センサの構成）
ドアロック開閉検出センサ４０は、ロータ２２及びロータ２２を回転可能に支持するロータケース２０を備え、ドアパネル３０に装着されてドアパネル３０の開閉動作のロック及びアンロック操作を可能とするキーシリンダ４のロータ２２に装着されるマグネット（永久磁石）４２と、ロータケース２０側に装着されロータ２２の回転操作に伴うマグネット４２の磁束の向きの回転変化を検出するＭＲ（Magneto Resistance）センサ４４と、を有して構成されている。

マグネット４２は、プラマグ（プラスチックマグネット）、フェライト、ネオジウム等の種々の永久磁石を使用することができる。マグネット４２は着磁された状態で、ロータ２２に固定されている。本実施の形態では、図３に示すように、扁平なマグネットの両側面４２ａ、４２ｂをＮ極、Ｓ極とするように着磁されている。ただし、着磁方向はこれに限られず、他の着磁方向であってもロータ２２の回転により磁束（磁界）も回転または移動するので、ＭＲセンサ４４によりロータの回転位置は検出可能である。

ＭＲセンサ４４は、外部から受ける磁束の方向によって抵抗値が変化するＭＲ素子を１又は複数個配置し、その磁束の方向、すなわち、感磁方向に対する外部の磁界の正弦成分に比例した値を出力するものである。

図４は、ＭＲセンサの構成とドアロック開閉検出センサの出力である３ポジション信号が車両の制御に適用される例を示すブロック図である。本実施の形態では、ＭＲセンサ４４として、ＭＲ素子をフルブリッジ構成として、その中点電圧の差分をプリアンプ４４Ｂ（オペアンプ）を介して出力する構成のものを使用する。図４で示すブリッジ回路４４Ａは、予め定めた感磁方向を有し、その感磁方向に対する外部の磁界の正弦成分に比例した値を出力する。

図５は、ドアロック開閉検出センサの出力であるＭＲセンサ信号を示す電圧出力図である。感磁方向と外部の磁界の方向が一致したとき（又は感磁方向と外部の磁界の方向が逆向きのとき）、出力値が最大（又は最小）。また、感磁方向と外部の磁界の方向が直交したとき、出力値は最小（又は最大）となる。本実施の形態では、図５に示すように、ロータ２２の中立位置においてポジション信号の電圧をＶ２とし、ロック位置でＶ１（＞Ｖ２）、アンロック位置でＶ３（＜Ｖ２）とする３ポジションを検出可能とするアナログ出力がされる。

中立位置、ロック位置、アンロック位置の３ポジション信号は、図４で示したＭＲセンサ信号が入力されたボディＥＣＵ５０において、ＭＲセンサ信号を３つの閾値により３値化することにより得られる。なお、ＭＲセンサ信号を基にして、複数の閾値を設定することにより３値以上の多値出力とすることが可能であり、上記示した中立位置、ロック位置、アンロック位置以外の任意のロータ回転位置を検出することも容易に可能である。

図４に示したブロック図において、ボディＥＣＵ５０は、ＭＲセンサ信号に基づく中立位置、ロック位置、アンロック位置の３ポジション信号を種々の制御に使用することができる。例えば、車両キー５Ａのイモビライザチップ、あるいは、携帯キー５Ｂとの通信成立によりＩＤ認証を行なうことでセキュリティーを確保するスマートエントリーシステム５２の制御に用いることができる。また、正規の車両キー５Ａによらずに車両に侵入した場合の種々の車両制御を不可とする等の制御を行なうことができる。例えば、フロントドア３Ａの窓ガラス３１を割って車内へ侵入した場合は、キーシリンダ４のロータ２２が正常な回転位置にはなく、ロータ位置に基づくアンロック信号Ｖ１はボディＥＣＵ５０には入力されない。このような場合は、ボディＥＣＵ５０が、車両１の一部または全部の機器の操作を制御不可とすることができる。

（本発明の第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサを装備したキーシリンダの概略斜視図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、ドアロック開閉検出センサ４０は、ロータ２２及びロータ２２を回転可能に支持するロータケース２０を備え、ドアパネル３０に装着されてドアパネル３０の開閉動作のロック及びアンロック操作を可能とするキーシリンダ４のロータ２２に装着されるマグネット（永久磁石）４２と、ロータケース２０側に装着されロータ２２の回転操作に伴うマグネット４２の磁束の向きの回転変化を検出するＭＲセンサ４４と、を有して構成されている。

ここで、マグネット４２は、ロータ２２の回転中心に装着されている。すなわち、図６で示すロータ２２の回転中心軸ＣＲにマグネット４２の中心が位置するように配置されている。このマグネット４２の配置に合わせて、ＭＲセンサ４４の中心も回転中心軸ＣＲ上に配置されている。

これにより、ロータ２２の回転により磁束（磁界）もロータ２２の回転中心軸ＣＲ上を回転し、この回転磁界を回転中心軸ＣＲ上に配置されたＭＲセンサ４４で磁束の方向の変化を検出するので、キーシリンダの回転状態を、よりダイレクトに検出でき、検出精度に優れたドアロック開閉検出センサを提供することが可能となる。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るドアロック開閉検出センサによれば、以下のような効果が得られる。

（１）従来、車両のドアロックユニットのキーシリンダの回転状態を検出するためにホール素子を使用しようとすると、複数のホール素子を要する等の問題があった。本発明の実施の形態によれば、ＭＲセンサ４４は、マグネット４２から発生する磁束の向きの回転変化を検出するので、１つのＭＲセンサ４４で連続的にＭＲセンサ信号が出力できるので、部品点数を削減することが可能となる。

（２）また、車両のドアロックユニットのキーシリンダの回転状態を検出するためにホール素子を使用しようとすると、マグネットの形状が複雑化する等の問題があった。本発明の実施の形態によれば、ＭＲセンサ４４は、マグネット４２から発生する磁束の向きの回転変化を検出するので、マグネット４２の形状を単純化することが可能となる。

（３）キーシリンダ４のロータ２２の回転に応じて、ＭＲセンサ４４からＭＲセンサ信号として連続信号が出力されるので、中立位置、ロック位置、アンロック位置以外の任意のロータ回転位置を検出することも容易に可能である。

（４）さらに、第２の実施の形態では、マグネット４２をロータ２２の回転中心に装着した構成としている。これにより、ロータ２２の回転により磁束（磁界）もロータ２２の回転中心軸ＣＲ上を回転し、回転中心軸ＣＲ上に配置されたＭＲセンサ４４で回転する磁束の方向の変化を検出するので、マグネット４２とＭＲセンサ４４との位置ずれを小さくすることができる。また、キーシリンダの回転状態を、よりダイレクトに検出できるので、検出精度に優れたドアロック開閉検出センサを提供することが可能となる。

以上の説明において、本発明に係る代表的な実施の形態、及び図示例を例示したが、上記実施の形態、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。したがって、上記実施の形態、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。

１…車両、２…車両本体、３Ａ…フロントドア、３Ｂ…リアドア、４…キーシリンダ、５Ａ…車両キー、５Ｂ…携帯キー
１０…ドアロックユニット、１２…ドアラッチ
２０…ロータケース、２２…ロータ、２３…駆動部材
３０…ドアパネル、３１…窓ガラス、３２…ドアハンドル、３７…収容部、３７ａ…車両内側部、３７ｂ…側部、３７ｃ…上部、３７ｄ…底部
４０…ドアロック開閉検出センサ、４２…マグネット、４２ａ…両側面、４４…センサ、４４Ａ…ブリッジ回路、４４Ｂ…プリアンプ
５０…ボディＥＣＵ、５２…スマートエントリーシステム
ＣＲ…回転中心軸

Claims (3)

1. ロータ及び前記ロータを回転可能に支持するロータケースを備え、ドアパネルに装着されて前記ドアパネルの開閉動作のロック及びアンロック操作を可能とするキーシリンダの前記ロータに装着されるマグネットと、
   前記ロータケース側に装着され前記ロータの回転操作に伴う前記マグネットの磁束の回転変化を検出するＭＲセンサと、
   を有することを特徴とするドアロック開閉検出センサ。
2. 前記ＭＲセンサは、前記ロータの中立位置、ロック位置、及びアンロック位置を１つのセンサで検出するものであることを特徴とする請求項１に記載のドアロック開閉検出センサ。
3. 前記マグネットは、前記ロータの回転中心に装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のドアロック開閉検出センサ。

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