JP2014524997A - 電動式スイングドアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

１つの態様において、ドアを垂直軸の回りに車体に対して開放位置と閉鎖位置との間で移動させるためのスイングドア作動システムが提供される。本システムは、スイングドア及び車体のうちの一方に連結可能なハウジングと、ハウジングに対して移動し、スイングドア及び車体のうちの他方に連結された延伸部材と、逆駆動不能なギア列に連結されたモータと、平常時に係合されるクラッチとを含む。モータは、ギア列を通じてクラッチ入力端部に動作可能に連結される。出力端部は、延伸部材に動作可能に連結される。クラッチは、延伸部材からモータを切断するように係脱可能である。クラッチは、ドアが、選択値より低い外部スリップトルクに曝されてモータが停止した時にドアの移動を阻止するのに十分に高いスリップトルクを有する。
【選択図】 図２

Description

（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２０１１年７月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／５１２，１２４号の利益を主張し、当該仮出願は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、垂直軸の回りに枢動する車両ドアを開閉するためのシステム及び方法に関する。

車両の乗客ドアは、通常、垂直軸の回りに旋回するように装着される。リフトゲートは、通常は車両内で開いている後部ハッチを閉じる可動パネルである。リフトゲートは、通常、水平軸の回りに旋回するように装着され、電動でリフトゲートを開閉することができる、又は代替的にユーザが従来の手動ガスストラットシステムにおいて一般的に必要とされる労力と同程度でリフトゲートを手動で開閉することを可能にする電気機械ストラットを設けることが知られている。垂直軸の回りに旋回する車両乗客ドア（「スイングドア」）に同じレベルの機能性を与えるための電動アクチュエータを設けることが望ましいことになる。

リフトゲートは、極めて重量がある場合があり、通常は、ドアの重量の平衡をとるためにある種のカウンターバランス機構を必要とする。しかしながら、スイングドアは、車両が傾斜面上にある時に、ドアの非平衡の重量に起因してスイングドアが余計に開くか、又は旋回して閉まるという旋回問題がある。この理由から、乗客ドアは通常、ドアが拘束されずに旋回するのを阻止するために、ドアヒンジ内に設けられたある種の回り止め又はチェック（抑制部）を有する。一般的にかかるドアヒンジは、ドアの１つ又は２つの中間動程位置及び完全開放位置にドアを保持する回り止めを２つ又は３つの位置にて有する。これらの回り止めを出し入れするユーザの労力は、ドアの保持能力との妥協点である。

一部の車両、とりわけ高級車両は、ドアを開いて何れかの開放位置で抑制状態を保持することを可能にする無限ドアチェック製品を乗客ドア内に組み込む。これらのシステムの利点は、ドアがユーザ車両の隣の他の車両又は構造物に衝突しないように、これらのシステムがドアを何れかの位置で停止させることができる点である。市場の無限ドアチェック製品は、開放保持問題を解決するが、電動開閉問題には対処していない。

ドアがほぼ閉鎖された位置に達すると、ドアを引き込む（確実に閉める）「電動アシストドア閉鎖」機能又は「ソフト閉鎖」機能を有する多くの車両が存在する。通常、この機能は、無限ドアチェック機能と組み合わせられる。これに加えて、ミニバン又は同様の車両において商業的に入手可能な電動スライドドアが存在する。しかしながら、スイングドアに対して完全電動駆動の開閉能力を与えることが望ましいであろう。また、無限ドアチェック機能を有する電動スイングドアアクチュエータを設けることも有用となる。これに加えて、一部の従来の手動ドアにおいて通常必要な労力よりも実質的に上回ることなく、ユーザがスイングドアを手動開閉できるように任意選択的な手動能力を有する電動スイングドアアクチュエータを設けることが有用であろう。

米国仮特許出願第６１／５１２，１２４号広報

１つの態様において、ドアを垂直軸の回りに車体に対して開放位置と閉鎖位置との間で移動させるためのスイングドア作動システムが提供される。本システムは、スイングドア及び車体のうちの一方に連結可能なハウジングと、ハウジングに対して延伸及び後退し、スイングドア及び車体のうちの他方に連結可能な延伸部材と、逆駆動不能なギア列に動作可能に連結されたモータと、入力端部と出力端部とを有するクラッチとを含む。モータは、ギア列を通じてクラッチ入力端部に動作可能に連結される。出力端部は、延伸部材に動作可能に連結される。クラッチは平常時に係合される。クラッチは、延伸部材からモータを切断するように係脱可能である。クラッチは、ドアが、選択トルクよりも低い外部スリップトルクに曝されて、モータが停止した時にドアの移動を阻止するのに十分に高いスリップトルクを有する。

延伸部材は、雌ねじ部材又はナット管を含むことができる。親ねじは、その位置で回転するようにハウジング内にジャーナル接続することができる。親ねじは、親ねじの回転運動が延伸部材の直線運動に変換されてスイングドアの閉鎖位置に相応する後退位置と、スイングドアの開放位置に相応する延伸位置との間で雌ねじ部材を移動させるように雌ねじ部材に噛み合い係合する。

電動開放信号又は電動閉鎖信号に応答して、開放位置と閉鎖位置との間でモータに給電を行う制御システムを提供することができる。更に制御システムは、ユーザがスイングドアを手動で移動させることを望むことを示す信号に応じてクラッチを選択的に係脱し、これによってモータ及びロックギア列を駆動することなく親ねじを逆駆動することができる。

ロックギア列及び平常時係合クラッチは、何れかの非閉鎖位置においてスイングドアを開放状態に維持するための無限ドアチェックを提供する。しかしながら、クラッチは、クラッチを係脱してギア列から親ねじを回転方向に分離するために電力を印加することができない場合、ユーザがスイングドアを手動で移動させることを可能にする選択スリップトルクを有する。

例証として添付図を参照する。

車両スイングドアを閉鎖位置、中間位置、及び開放位置それぞれの間で移動させる動作時の電動スイングドアアクチュエータの１つの実施例の概略図である。 車両スイングドアを閉鎖位置、中間位置、及び開放位置それぞれの間で移動させる動作時の電動スイングドアアクチュエータの１つの実施例の概略図である。 車両スイングドアを閉鎖位置、中間位置、及び開放位置それぞれの間で移動させる動作時の電動スイングドアアクチュエータの１つの実施例の概略図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータの断面図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータによって用いられるギア列の一部分の分解図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータによって用いられるギア列の一部分の組立図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃに示すアクチュエータとインターフェース接続された電子制御システムが辿るシステム状態図及びロジックフロー線図である。

図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃは、車両スイングドア１０２を閉鎖位置、中間位置、開放位置それぞれの間で移動させる動作時の電動スイングドアアクチュエータ１００の実施形態を示している。スイングドア１０２は、垂直軸１０８の回りに回転するよう車体１０６（全体は示されていない）に連結された少なくとも１つのヒンジ１０４上に枢動可能に装着される。より明瞭にするために、車体１０６は、車両フレーム（図示していない）及び車体パネル（図示していない）のような車両の「非可動」構造要素を含むものとする。

スイングドア１０２は、内側板金パネル１１０と外側板金パネル１１２とを含み、これらの間に連結部分１１４がある。アクチュエータ１００は、ハウジング１１６と延伸部材１１８とを有する。延伸部材１１８は、ハウジング１１６から延伸可能であり、ハウジング１１６内に後退させることができる。アクチュエータ１００は、内側板金パネル１１０と外側板金パネル１１２との間に装着することができ、ここでアクチュエータハウジング１１６は、連結ドア部分１１４に装着されたブラケット１２０を介してスイングドア１０２に固定される。延伸部材１１８は、車体１０６に装着される。

図２のアクチュエータ１００の断面図を更に参照すると、ハウジング１１６は、延伸部材１１８が内部で滑動する円筒チャンバを定める。延伸部材１１８は、その外端部にて車体１０６への取り付けのためのボールソケット１２２を有する。ボールソケット１２２は、延伸シャフト１１８の内端部の近位に雌ねじ１２６を有する円筒管１２４に連結される。

雌ねじ付き部材は、その位置で回転するようハウジング内に装着された親ねじ１２８と噛み合い係合する雌ねじを有する円筒管（ナット管とも呼ぶ場合がある）とすることができる。親ねじ１２８は、親ねじ１２８と雌ねじ付き部材１２４との間の相対回転を可能にするように、雌ねじ付き部材１２４と嵌合可能である。図示の実施形態では、ナット管１２４は、ハウジング１１６内で滑動可能に連結されるが、回転が阻止されるので、親ねじ１２８が回転するにつれて、ナット管１２４は直線的に平行移動し、延伸部材１１８をハウジング１１６に対して移動させるようにする。延伸部材１１８が車体１０６に連結され、ハウジング１１６がスイングドア１０２に連結された状態では、延伸ハウジングの移動により、スイングドア１０２が車体１０６に対して枢動するようになる。

親ねじ１２８は、親ねじに対して半径方向及び直線的支持を与えるボールベアリング１３２を介してハウジング１１６内にジャーナル接続されたシャフト１３０に堅固に連結される。例示している実施形態では、シャフト１３０には絶対位置センサ１３４が装着される。当該技術分野で公知であるように、絶対位置センサ１３４は、延伸部材１１８の直線位置が始動時であっても確実に把握されるように、親ねじの回転を直線絶対位置信号に変換する。別の実施形態では、絶対直線位置センサ１３４は、ナット管１２４とハウジング１１６との間に装着され、これらの構成要素間の長手方向軸線に沿った動程を読み取る直線エンコーダによって実現することができる。

シャフト１３０は、クラッチ１３６に連結される。クラッチ１３６は、平常時には係合され、付勢されて係脱する。言い換えれば、クラッチ１３６は、電力を印加することなく親ねじ１２８をギア列１３７と結合し、ギア列１３７から親ねじ１２８を切り離すのに電力の印加を必要とする。クラッチ１３６は、一組のスプラグ、ローラー、巻きばね、一対の摩擦板、又は他の何れかの適切な機構等の何れかの適切な種類のクラッチ機構を用いて係合及び係脱することができる。

更に図３ａ及び図３ｂを参照すると、クラッチ１３６は、可撓性ゴムカップリング１４０を介してウォームギア１３８に連結される。図３ａ及び図３ｂで最も分かるように、クラッチ１３６は、可撓性ゴムカップリング１４０のノジュール１４４及びウォームギア１３８のフィン１４６と交互嵌合される一連のローブ１４２を特徴として備える。可撓性ゴムカップリング１４０は、振動を減衰させ、クラッチ１３６とギア列１３７との間のあらゆる不整合の作用を最小限に抑えることによってギアノイズを低減するのに役立つ。

ウォームギア１３８は、ギア歯１４８を有するヘリカルギアとすることができる。ウォームギア１３８は、例えば、分数馬力モータとすることができる電気モータ１５２の出力シャフトに連結されたウォーム１５０と噛み合う。ウォーム１５０は、約４度よりも小さいリード角のねじ山を有する一条ウォームとすることができる。このようにしてギア列１３７は、ウォーム１５０及びウォームギア１３８によって構成され、親ねじを駆動し車両スイングドアを移動させるのに必要なモータトルクを増大させるギア比を与える。モータ１５２は、ギア列１３７に動作可能に連結され、更にギア列１３７を通じてクラッチ１３６の入力端部１３６ａに動作可能に連結される。クラッチ１３６の出力端部（１３６ｂに示している）は、延伸部材１１８に動作可能に連結される（図示の実施形態では親ねじ１２８及びナット管１２４を通じて）。

ウォーム１５０及びウォームギア１３８は、逆駆動不能なギア列と呼ぶこともできるロックギア列を構成する。クラッチ１３６が平常時に係合された状態では、ギア列１３７及びモータ１５２を逆駆動するには比較的大きな力が必要とされる。従って、ギア列１３７及びモータ１５２を逆駆動するのに必要とされる力は、車両が傾斜面上に置かれた結果として非平衡ドアが受ける力よりも遙かに大きくなるので、アクチュエータ１００は、本質的に無限ドアチェック機能を与える。

しかしながら、クラッチ１３６は、入力端部１３６ａと出力端部１３６ｂとの間に付随するスリップトルク、すなわち、クラッチ１３６がスリップする前に入力端部１３６ａと出力端部１３６ｂとの間で伝達することになる最大トルク量を有する。従って、クラッチ１３６が係合される時に、スリップトルクを超えるトルクが入力端部１３６ａ（又は出力端部１３６ｂ）に印加された場合には、クラッチ１３６はスリップすることになる。クラッチ１３６におけるスリップトルクは、クラッチ１３６を係脱する電力が利用できない結果となる車両の電力喪失が発生した際に、人間がクラッチスリップトルクに打ち勝つことによって手動でスイングドア１０２を移動させることができる程度に低いものであるように選択することができる。しかしながら、スリップトルクは、スイングドア１０２が何れの位置にあってもドア１０２を保持するのに十分であり、これによって無限ドアチェック機能が与えられる程十分に高いように選択することができる。言い換えれば、スリップトルクは、スイングドア１０２が特定の位置に置かれて、モータ１５２が停止した場合に、ドアが選択値よりも低い外部トルクに曝された時のドアの移動をスリップトルクが阻止することになる程十分に高い。スリップトルクに打ち勝つことにならない外部トルクの一例は、選択傾斜角よりも小さい角度の面上に車両が駐車された時に、スイングドア１０２の重量によって印加されるものである。しかしながら、スリップトルクは、スイングドア１０２を人間（例えば、車両が販売されることになる人口全体の選択されたパーセンテージを表すことになる選択体力を有する人間）が手動で移動させることができる程度には十分に低い。通常動作時において、アクチュエータ１００は、クラッチ１３６に電力を印加する（すなわち作動させる）ことによってスイングドア１０２の手動移動を可能にするように係脱することができ、この場合、モータ１５２及びギア列１３７は、親ねじ１２８から結合解除されることになる。クラッチ１３６に対して選択することができる適切なスリップトルクの一例は、約２Ｎｍから約４Ｎｍまでの範囲内にあることができる。特定の用途に対して選択されるスリップトルクは、幾つかの決定因子のうちの１つ又はそれ以上に依存することができる。スリップトルクを選択することを可能にする決定因子の一例は、ドア１０２の重量である。スリップトルクを選択することを可能にする決定因子の別の例は、ドア１０２の幾何学形状である。スリップトルクを選択することを可能にする決定因子の更に別の例は、車両が駐車された状態で且つ何れの位置においてもドア１０２を確実に保持することができる傾斜量である。

別の実施形態では、雌ねじ部材１２４と親ねじ１２８とは位置を入れ替えることができる。すなわち、雌ねじ部材１２４は、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂによって駆動することができ、親ねじ１２８は、ハウジング１１６に滑動可能に連結することができる。従って、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂは、親ねじ１２８及び雌ねじ部材１２４のうちの何れか一方に連結することができ、親ねじ２８及び雌ねじ部材１２４のうちの他方は、延伸部材１１８に連結することができ、従ってハウジング１１６に対して滑動可能とすることができる。クラッチ１３６の出力端部１３６ａの回転により、出力端部１３６ａが連結された親ねじ１２８及び雌ねじ部材１２４のうちの何れか一方の回転が駆動され、更にこの回転により、親ねじ１２８及び雌ねじ部材１２４のうちの他方のハウジング１１６に対する滑動移動が駆動される。

アクチュエータ１００と制御システム１５４とを含むスイングドア作動システムが設けられる。制御システム１５４はまた、スイングドア１０２の一部として設けられた図１ａの１５５で示したドアラッチに動作可能に連結することができる。ドアラッチ１５５は、ラチェット１５６及びパウル１５８を含むことができ、これらの両方は、当該技術分野で公知の何れかの適切なラチェット及びパウルとすることができる。ラチェット１５６は、車体１０６に装着されたストライカ１６０をラチェット１５６が保持する閉鎖位置（図１ａに示している）と、ストライカ１６０がラチェット１５６によって保持されない開放位置との間で移動可能である。ラチェット１５６が閉鎖位置にある時には、ドアラッチ１５５は閉鎖されていると考えられる。ラチェット１５６が開放位置にある時には、ドアラッチ１５５は開放されていると考えられる。パウル１５８は、閉鎖位置でパウル１５８がラチェット１５６を保持するラチェットロック位置と、パウル１５８が開放位置にラチェット１５６の移動を可能にするラチェット解除位置との間で移動可能である。ドアラッチ１５５の一部として、スイングドア１０２をロック及びロック解除するための構成要素、及びラチェットロック位置とラチェット解除位置との間のパウル１５８の移動を引き起こすためのモータのような、他の何れかの適切な構成要素を設けることができる。

制御システム１５４は、幾つかの信号入力に基づいてクラッチ１３６に選択的に動力を供給するためのシステムロジックを提供する。制御システム１５４は、下記に説明する方法ステップを実施するように構成されたプログラムを含み、下記に説明するように入力を受け取って出力を送信するように構成することができるマイクロプロセッサ１６２及びメモリ１６４を含むことができる。

図２には制御システム１５４を単一のブロックとして示したが、当業者であれば、実際には制御システム１５４は、ネットワークを介して互いに接続された複数の個別のコントローラを有する複雑な分散制御システムであってもよいことは理解されよう。

スイングドア１０２は、車室内に設置され、ドアラッチ１５５を手動で開けるための従来の開放レバー（図示していない）を有することができる。この開放レバーは、制御システム１５４に接続されたスイッチを起動させ、スイッチが作動した時に、制御システム１５４がクラッチ１３６に動力を供給し（すなわち作動させ）て、アクチュエータ１００を係脱させ、スイングドア１０２の手動移動を可能にするようにすることができる。

制御システム１５４は、アクチュエータ１００が電動開放モード又は電動閉鎖モードにある時に、ユーザがスイングドア１０２を手動で移動させようとしていると判定した場合に、「電動アシスト」モードで動作することができる。モータ１５２には、モータ１５２によって引き込まれる電流量を測定するため電流センサ１８０（図２）を設けることができる。１つ又はそれ以上のホール効果センサ（１つが１８２で示されている）を設けて位置決めし、例えば、モータ出力シャフト上の目標物を検出するホール効果センサ１８２からの計数信号に基づいて、モータ１５２の回転移動量、及びモータ１５２の回転速度を示す信号を制御システム１５４に送るようにすることができる。感知されたモータ速度が閾値速度よりも高い状況、及び電流センサが、著しい電流引き込み変化を記録する状況において、制御システム１５４は、モータ１５２がドア１０２を移動させている間に、ユーザもドア１０２を手動で移動させており、従って、ユーザは、スイングドア１０２を手動で移動させることを望んでいると判定することができる。この場合、制御システム１５４は、モータ１５２を停止することができ、クラッチ１３６を作動させ、従ってクラッチ１３６を係脱させることができる。逆に、制御システム１５４が電動開放モード又は電動閉鎖モードにあり、モータ速度が閾値速度よりも低い（例えばゼロ）ことをホール効果センサが示し、電流スパイクが記録された時には、制御システム１５４は、障害物がドア１０２を邪魔していると判定することができ、この場合、制御システム１５４は、モータ１５２を停止させるなどの何らかの適切な措置をとることができる。代替形態として、モータ１５２が給電されていない時に絶対位置センサ１３４からの信号が延伸部材の移動を示す場合には、制御システム１５４は、ユーザがドア１０２の手動移動を始めることを望んでいると検出することができる。

図４及び図４ａ〜図４ｅは、システム状態図、及び制御システム１５４によって用いられる制御システムロジックをより詳細に示している。図面を明確にするのを助けるために、図４ａ〜図４ｅにおいて円内に１から１２で番号付けされた項目は、プログラムフロー線が、状態図の隣接部分につながる場所を示している。制御システム１５４は、図４ｅに示したラッチモード２００を含む複数のモードで動作可能である。ラッチモード２００では、スイングドア１０２は閉鎖位置にあり、ドアラッチ１５５が閉鎖されている。このモードは、当該技術分野で公知であるように、ラチェット１５６が開放位置、閉鎖位置、又は部分閉鎖位置にある時に制御システム１５４に信号を送るスイッチにラチェット１５６を結合することによって判定することができる。ラッチモード２００では、ステップ２０１において、制御システム１５４は、ドア開放信号を待機している。ドア開放信号は、車両ユーザが、スイングドア１０２の電動開放を開始することを望むことを信号で送ることになるキーホルダ、又は車室内のダッシュボードに装着されたプッシュボタン制御装置などの遠隔スイッチのような送信源から来るものとすることができる。ドア開放信号は、信号を制御システム１５４に送るように位置決めされたスイッチ１８６を切り替えることができるドアラッチ解除レバー１８４（図１ａ）の手動作動により来るものとすることができる。スイッチ１８６の切り替えは、ユーザがスイングドア１０２の手動開放の開始を望むことを制御システム１５４に示すことができる。ユーザがドア１０２の電動開放を望むことを信号が示すと制御システム１５４が判定した場合には、制御システム１５４は、スイングドア１０２を開放するようにモータ１５２が給電される電動開放モード２０２（図４ｃ）に入る。電動開放モード２０２に入ると、制御システム１５４は、ステップ２０４において、上記に説明した方式で障害物の検出のため連続的に検査を行う。障害物が検出された場合には、ステップ２０６において電動駆動によるアクチュエータ１００の動作を停止し及び／又は僅かに逆進して、制御システム１５４は、新しいコマンドを待機する。他の場合には、電動駆動によるスイングドア１０２の開放は、ステップ２０８において、絶対位置センサ１３４からの信号に基づいてスイングドア１０２が望ましい位置まで開いていると制御システム１５４が判定するまで続行する。

ユーザがスイングドア１０２の手動開放を望むことを信号が示すと制御システム１５４が判定した場合には、制御システム１５４は、ステップ２１０においてクラッチ１３６を作動させ（図４ａ）、手動開放モード２１２に入る。手動開放モード２１２では、制御システム１５４は、ステップ２１４において、スイングドア１０２が、少なくとも選択した期間にわたって停止したか否かを判定するための照合を行う。判定が真であった場合には、ステップ２１６において、制御システム１５４はクラッチ１３６の作動を解除し、これによってモータ１５２を延伸部材１１８に結合し、制御システム１５４は、２１８で示すチェックモードに入る。この時点で、スイングドア１０２は、モータ１５２を逆駆動するのに必要とされる力に起因して抑制される。制御システム１５４は、ステップ２２２において遠隔キーホルダ又は他の何れかの方式による電動開放コマンド又は電動閉鎖コマンドの形態で、或いは、ステップ２２４においてスイングドア１０２の手動移動によって引き起こされるホール計数値の変化の結果として車両ユーザがスイングドア１０２を手動で移動させることを望んでいると判定することによって、ユーザからの更なる入力を待機する。電動開放コマンドの場合には、制御システム１５４は、再度電動開放モード２０２（図４ｃ）に入る。電動開放コマンドの場合には、制御システム１５４が再度電動開放モード２３０（図４ｂ）に入り、ステップ２３４において、例えば絶対位置センサ１３４からの信号に基づいて、スイングドア１０２が閉鎖ラッチ係止位置にあると制御システム１５４が判定するまで、アクチュエータ１００に動力が供給されてスイングドア１０２を閉鎖するようにする。ユーザがスイングドア１０２を手動で移動させることを望んでいると制御システム１５４が判定した場合には、制御は、スイングドア１０２の手動移動のステップ２１０に戻される。

電力喪失時には、制御システム１５４（ロジック及び制御機能を稼働させるのに十分なバッテリー予備電力を提供できる）は、幾つかの電力喪失モードのうちの１つに入る。制御システム１５４が手動モード２１２にあり、電力が失われた時には、制御システム１５４は、手動モードの電力喪失モード２４０（図４ｂ）に入る。モード２４０では、電力不足に起因して、クラッチ１３６が係合される。その結果、ユーザがスイングドア１０２の更なる手動移動を停止することを望む場合には、ユーザはそのように行うことができ、ステップ２４２に示すように、ドア１０２は、現在位置に保持されたままとなる（すなわち抑制される）ことになる。ユーザが、ドア１０２を引き続き現在位置から移動させることを望む場合には、ステップ２４４において、ユーザは、クラッチ１３６に付随するクラッチスリップトルクに打ち勝つことによってこれを行うことができる。

制御システム１５４がチェックモード２１８にあり、電力が失われた時には、制御システム１５４は、チェックモードの電力喪失モード２５０（図４ｄ）に入る。このモードでは、電力の喪失は、クラッチ１３６が係合されることを意味し、その結果、ステップ２５２においてドア１０２が抑制状態に留まることになる。ユーザがドアを移動させることを望む場合には、ユーザは、ステップ２５４において、クラッチ１３６に付随するクラッチスリップトルクに打ち勝つことによってスイングドアを手動で移動させて開閉することができる。

制御システム１５４が電動開放モード２０２又は電動閉鎖モード２３０にあり、電力が失われた時には、制御システム１５４は、電動駆動移動の電力喪失モード２６０（図４ｃ）に入る。ドア１０２は、現在位置で停止することになり、ステップ２６２において、クラッチスリップトルクによってそこに保持される（すなわち抑制される）ことになる。ユーザが、ドア１０２を現在位置から開閉することを望む場合には、ユーザは、ステップ２６４又は２６６において、クラッチスリップトルクに打ち勝つことによってドア１０２を手動で開閉することができる。

制御システム１５４がラッチモード２００にあり、電力が失われた時には、制御システム１５４はラッチモードの電力喪失状態２７０（図４ｅ）に入り、ステップ２７２において、スイングドア１０２が引き続き閉鎖状態に留まることができ、又はユーザが望む場合には、ステップ２７４において、クラッチスリップトルクに打ち勝つことによってスイングドアを手動で開放することができる。

記載のスイングドア作動システムは、車両スイングドア１０２の電動開放及び電動閉鎖を可能にし、ここで平常時係合クラッチ１３６によって、スイングドア１０２を開閉するためにモータ１５２及びギア列１３７が親ねじ１２８を駆動することが可能になる。スイングドア作動システムはまた、手動モードにおいて、ギア列１３７及びモータ１５２を係脱するようにクラッチ１３６に動力を供給することによってユーザが車両スイングドアを手動で開閉することを可能とし、この場合、手動移動中に比較的軽度の手動労力及びノイズで親ねじ１２８のみが逆駆動される。クラッチ１３６の係脱は、ギア列１３７及びモータ１５２を逆駆動することに付随する労力及びノイズを排除する。その結果、スイングドア１０２を移動させる手動労力は、幾つかの実施形態において従来の非電動車両ドアと同様とすることができる。クラッチ１３６が係合されている時には、ギア列１３７への（特にウォームギア１３８からの逆駆動を阻止するように構成されたねじ山角を有するウォーム１５０への）親ねじ１２８の係合によって、無限位置ドアチェック機能が与えられる。平常時係合クラッチ１３６の結果として、車両の電力喪失の発生時に無限ドアチェック機能が利用可能であり、これによってかかる電力喪失事象の間にドア１０２の自由な旋回が排除される。しかしながら、ユーザは、依然として、クラッチ１３６の適切に選択されたスリップトルクに打ち勝つことによって、電力喪失発生時にドア１０２を手動で開閉移動させることができる。これに加えて、クラッチ１３６は、スイングドア作動システムを衝撃及び過度の負荷から保護する。

スイングドア作動システムは、速度制御及び障害物検出のための手段を与える。速度制御は、制御システム１５４が、ホール効果信号及び／又は絶対位置センサ信号を監視することによって得られる。望ましい制御機能及び冗長性要件に応じて何れかの信号を排除することができる。しかしながら、始動時又は電力喪失の場合にドアの位置を供給するために絶対位置センサが極めて望ましい。

スイングドア作動システムはまた、電動動作及び手動動作の間に許容可能な音レベルを提供にする。この許容可能な音レベルは、電動モードにおいてギアの適正な整列、親ねじの適正な支持、及びギア列と親ねじとの柔軟な結合によって得られる。手動モードでは、許容可能な音レベルは、手動動作のためギア列１３７とモータ１５２とを係脱させることによって得られる。

スイングドア作動システムは、パッケージング及び典型的な車両スイングドアへの装着に適切なものとすることができる。連結ブラケットは、パッケージングの目的に応じて、アクチュエータの前方（図１に示しているように）又は後方にあることができる。モータ１５２は、ハウジングに対して垂直ではなく平行の向きに整列させることができる。

親ねじ１２８及びナット管１２４は、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂと延伸部材１１８との間の動作可能連結の一例に過ぎない点に留意されたい。クラッチ１３６の出力端部１３６ｂと延伸部材１１８の間には、出力端部１３６ｂの回転運動を延伸部材１１８の延伸及び後退に変換するための何れかの他の適切な動作可能連結部を設けることができる。更に、親ねじ１２８及びナット管１２４は、回転運動（すなわち、クラッチ１２６の出力端部１３６ｂに関わる回転運動）を、ハウジング１１６からの延伸部材１１８の延伸及び後退を駆動する実質的に直線運動に変換する機構の一例に過ぎない。アクチュエータ１００は、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂにおける回転運動を延伸部材１１８の直線運動に変換するために親ねじ１２８及びナット管１２４を含む必要はない。かかる変換を実施するためのあらゆる他の適切な機構を用いることができる。例えば、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂを一対のベベルギアに連結し、回転運動の軸を９０度変更することができる。第２のベベルギアは、スパーギアと共回転することができ、スパーギアが、延伸部材１１８に連結されたラックを駆動する。その結果、クラッチ１３６の出力端部１３６ｂにおける回転は、ラック及び延伸部材１１８の直線移動に変換される。親ねじ１２８及びナット管１２４、及び上記に説明したギア及びラックは、延伸部材の純粋な直線運動（ハウジング１１６に対する）を発生させるが、その代わりに、例えば比較的大きな直径の円弧に沿った運動を含むことができる実質的に直線運動を生じる機構を設けることができる。大きな直径の円弧に沿ったかかる運動は、ハウジング１１６からの延伸部材１１８の延伸及び後退の間に弓形延伸部材が弓形経路に沿って移動することを駆動することができる。かかる事例では、ハウジング１１６自体を若干弓形にすることができる。延伸部材１１８のかかる運動は、ドア１０２の開閉を駆動する上でなおも有効となる。

上記に説明した実施形態は、単なる実施例であることを意図したものであり、当業者には、これらの実施形態に対する変更及び修正を実施することができよう。

１００ アクチュエータ
１１６ ハウジング
１１８ 延伸部材
１２４ 雌ねじ付きナット管
１２８ 親ねじ
１３０ シャフト
１３４ 絶対位置センサ
１３６ クラッチ
１３７ ギア列
１３８ ウォームギア
１５０ ウォーム
１５２ モータ
１５４ 制御システム

Claims (13)

1. 車両スイングドアを実質的に垂直な軸の回りに車体に対する開放位置と閉鎖位置との間で移動させるためのスイングドア作動システムであって、
   前記スイングドア及び前記車体のうちの一方に連結可能なハウジングと、
   前記ハウジングに対して延伸可能及び後退可能であり、且つ前記スイングドア及び前記車体のうちの他方に連結可能な延伸部材と、
   逆駆動不能なギア列に動作可能に連結されたモータと、
   前記モータが前記ギア列を通じて動作可能に連結された入力端部と、前記延伸部材に動作可能に連結された出力端部とを有するクラッチと、
   を備え、前記クラッチが、平常時には前記モータを前記延伸部材に動作可能に連結するように係合され、前記モータを記該延伸部材から動作可能に切断するように係脱可能であり、前記クラッチは、前記ドアが選択値よりも小さい外部トルクに曝され且つ前記モータが停止した時の前記ドアの移動を阻止するのに十分に高い選択スリップトルクを有する、スイングドア作動システム。
2. 前記選択スリップトルクが、人間による前記ドアの移動を可能にするのに十分に低い、ことを特徴とする請求項１に記載のスイングドア作動システム。
3. 前記クラッチが係合されている間に前記モータを駆動して、ユーザが前記スイングドアの電動開放又は電動閉鎖を始めることを望むという指示に応じて前記ドアを移動させるように構成された制御システムを更に備え、前記制御システムは、ユーザが前記スイングドアを手動で移動させることを望むという指示に応じて前記クラッチを係脱するように構成されている、請求項１に記載のスイングドア作動システム。
4. 雌ねじ部材と親ねじとを更に備え、前記親ねじが、前記親ねじと前記雌ねじ部材との間の相対回転を可能にするよう前記雌ねじ部材と係合可能であり、前記クラッチの出力端部が、前記親ねじ及び前記雌ねじ部材のうちの一方に連結され、前記親ねじ及び前記雌ねじ部材のうちの他方が、前記延伸部材に連結されて前記ハウジングに対して滑動可能であり、前記クラッチの出力端部の回転が、前記親ねじ及び前記雌ねじ部材のうちの一方の回転を駆動し、更にこの回転により、前記ハウジングに対する前記親ねじ及び前記雌ねじ部材のうちの他方の滑動移動を駆動する、ことを特徴とする請求項１に記載のスイングドア作動システム。
5. 前記雌ねじ部材が、前記ハウジング内で滑動可能であり且つ前記延伸部材に連結され、前記クラッチの出力端部が前記親ねじに連結され、前記親ねじの出力端部の回転が前記親ねじの回転を駆動し、更にこの回転により前記雌ねじ部材の滑動移動を駆動する、ことを特徴とする請求項４に記載のスイングドア作動システム。
6. 前記延伸部材の位置を示す信号を前記制御システムに送るように位置決めされた位置センサを更に備え、前記制御システムは、前記モータが給電されていない時に前記延伸部材の移動を示す信号を前記位置センサから受け取ることに応答して前記ユーザが前記スイングドアを手動で移動させることを望んでいると判定するように構成される、ことを特徴とする請求項３に記載のスイングドア作動システム。
7. 前記モータの回転速度を示す信号を前記制御システムに送るように位置決めされたホール効果センサを更に備える、請求項６に記載のスイングドア作動システム。
8. 前記モータによって引き込まれる電流の量を示す信号を前記制御システムに送るように構成された電流センサを更に備える、請求項３に記載のスイングドア作動システム。
9. ユーザが前記スイングドアを手動で移動させることを望んでいるか否かを示す信号を前記制御システムに送るように位置決めされた手動移動スイッチを更に備え、ドア開放レバーの作動により前記スイッチが切り替えられる、ことを特徴とする請求項３に記載のスイングドア作動システム。
10. 前記手動移動信号は、前記モータが閾値設計速度よりも高い速度で駆動されることを感知することに応答して、前記制御システムに供給される、ことを特徴とする請求項３に記載のスイングドア作動システム。
11. 前記クラッチと前記ギア列との間に配置された弾性カップリングを更に備え、前記ギア列が、前記弾性カップリングを通じて前記クラッチの入力端部に動作可能に連結されるようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載のスイングドア作動システム。
12. 前記ギア列が、前記モータとウォームギアとの間に結合されたウォームを含み、該ウォームは、前記ウォームの逆駆動を阻止するように選択される選択されたリード角よりも小さいリード角を含むねじ山を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のスイングドア作動システム。
13. 前記ねじ山が一条ねじ山であり、前記選択されたリード角が、約４度よりも小さい、ことを特徴とする請求項１２に記載のスイングドア作動システム。

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