JP2016011053A

JP2016011053A - 車両ドア開閉補助装置

Info

Publication number: JP2016011053A
Application number: JP2014133544A
Authority: JP
Inventors: 生杉浦; Sei Sugiura; 直樹梶谷; Naoki Kajitani; 絵里山本; Eri Yamamoto
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-01-21

Abstract

【課題】車両ドアの窓部の開口まわりにおける車両ドアの相対的な剛性の低さが車両ドアの挙動に影響を与える。
【解決手段】車両ドアであって、前記車両ドアの一端側の回転軸まわりに車両のボディに対して回転可能に取り付けられている前記車両ドアと、前記車両ドアを、前記ボディに引き付ける、または前記ボディから離す電磁力を発生する電磁石手段と、前記電磁石手段へ通電する電流の制御を行う制御装置とを備える車両ドア開閉補助装置により解決する。
【選択図】図２

Description

この発明は、たとえば乗用自動車などの車両における車両ドアの開閉補助装置に関する。

車両ドアは、一般的に、車両の前方側の軸まわりに、車両ボディに対して回動するように取り付けられている。車両ドアは窓部の開口を有していて、その開口にはウィンドガラスが配置されている。車両ドアによっては、ウィンドガラスが昇降して、その開口を開閉する。

特開2003-182375号公報

車両ドアの窓部の開口の大きさは、一般に車両ドアのほぼ半分程度を占める。また、その開口の位置は車両内部から車両外部への視界を確保するために車両ドアの上部に偏っていて、開口の側部や上部は細い窓部フレームで囲まれている程度である。ウィンドガラスには車両ドアの開口による剛性の低下を補償する機能はなく、車両ドアの中でも窓部の開口の周りの剛性は車両ドアのその他の部位に比べて低くなっている。

そのため、車両の停止時および走行時のさまざまな状況において、車両ドアの窓部の開口まわりにおける車両ドアの相対的な剛性の低さが車両ドアの挙動に影響を与える。近年は、車両の軽量化のために車両ドア部材の板厚が薄くなり、従前の車両ドアに比べて、車両ドアの固有周波数や曲げ強さが低下する傾向にある。軽自動車や小型乗用車などの車両ドアは、特に軽量であるため、その傾向は大きい。

また、車両ドアを閉じる際には、車両ドアが車両ボディに接触する際の衝撃により、車両ドアが共振して、車両ドアの開閉ハンドルを把持しているユーザに不快な衝撃が伝わることがある。また、走行時には、車両ドアの外側表面には相対的な空気流ができており、車両ドアの外側表面での静圧の減少から車両内外の圧力差で車両ドアが開く方向の外力をうけて車両ドアの縁部に曲げ応力が発生する。一方、車両ドアを開けようとするユーザにとっては、小さな力で車両ドアを開けたい場合がある。このような場合に、たとえば、磁石を使うことが考えられる。車両ドアに関して磁石を利用した技術は特許文献1に開示されている。しかし、特許文献1に記載されている磁石は、ウェザストリップゴムのシール性を高めるためのものにすぎず、車両ドアの保持を目的としたものではない。

本発明は、車両ドアであって、前記車両ドアの一端側の回転軸まわりに車両のボディに対して回転可能に取り付けられている車両ドアと、前記車両ドアを、前記ボディに引き付ける、または前記ボディから離す方向の磁力を発生する電磁石手段と、その電磁石手段へ通電する電流の制御を行う制御装置と、を備える車両ドア開閉補助装置を提供することを目的とする。

車両ドアの固有振動数が低くなった場合であっても、車両ドアが閉まった際に共振を発生させるような不要な振動を低減化することができる。また、走行中に、車両ドアが開く方向に生じる力を小さくすることができる。一方で、小さな力で車両ドアを開くこともできる。

車両を上から示した図であって、車両ドアが開いている状態の図である。車両ドアが開いている状態であって、車両の後方から見た状態を示した図である。本発明の車両ドア開閉装置の回路図例を示した図である。本発明の車両ドア開閉装置のコイル配置例である。(a)は車両ドアの縁部の全域に配置させた例である、(b)は車両ドアの窓部フレームに配置させた例である。(c)はコイル群を２つの群に分離して、交互に配置した例である。(d)はコイル群を２つの群に分離して、それぞれを車両の前方と後方に配置した例である。

図１から図４を参照して、本発明の車両ドア開閉装置の実施の形態について説明する。まず、図１と図２を参照して、車両ドアについて説明する。図１は、車両ドア２がボディ３に対して開いた状態の車両１を、車両１の上側から見た図である。図２は、図１の状態を車両１の後方から見た図である。車両ドア２は、車両ドア２の一端側（一般には、車両１の前方側）の縁部に配置される回転軸５まわりに車両１のボディ３に対して回転可能に取り付けられている。ボディ３は、フレームまたはサイドメンバーの部分を含むボディ部分を意味する。車両ドア１の上側半分には、車両ドア１の窓部である開口４が、窓部フレーム２ａに囲まれるように形成されている。車両ドア２は、ドアラッチ機構７を有している。

ドアラッチ機構７は、車両ドア２がボディ３に対して閉じられている状態において、回転軸５と反対側の車両ドア２の縁部をボディ３に保持する。すなわち、ドアラッチ機構７は、車両ドア２が閉じられる際に、ボディ３側に配置されたストライカ金具７ｂが、車両ドア２のラッチ係合溝７ａから車両ドア２の側のドア内部に配置されたドアラッチ機構７に侵入する。この状態で、ドアラッチ機構７ラッチ爪(不図示)は、ストライカ金具７ｂと係合して車両ドア２をボディ３側に固定する。ドアラッチ機構７のラッチ爪は、代表的には、車両ドア２の車両内側のドアレバー９が車両１の内部側に引かれる操作により、または、車両ドア２の車両外側のドアノブ１０が車両１の外側に引かれる操作により、ストライカ金具７ｂとの係合を解除する。この状態で、ドアラッチ機構７のラッチ爪が、ストライカ金具７ｂとの係合を解除した状態で、車両ドア２が車両１から離れる方向に、車両ドア２に力を与えると車両ドア２が開く（ポップアップ動作）。また、車両ドア２には、車両ドア２とボディ３との間を密閉するゴム製のウェザーストリップ部材が配置されている。車両ドア２が閉じている状態ではウェザーストリップ部材が車両ドア２とボディ３との間につぶされている。しかし、ポップアップ動作の際には、ウェザーストリップ部材の復元力が車両ドア２を開く方向に押して、ポップアップ動作を補助する。

車両ドア２には、ロック機構８が、ドアラッチ機構７と連動するように配置されている。ロック機構８は、ドアラッチ機構７のラッチ爪がストライカ金具７ｂとの係合を解除できなくなるように機能して、車両ドア２が開くことを禁止する。ロック機構８は、代表的には、ロック機構８が動作すると、ロック機構８の一部がドアラッチ機構７のラッチ爪の移動を制限するように機能する。

続いて、図３と図４を参照して、本発明の車両ドア開閉装置について説明する。図３は、車両ドア開閉装置の回路の例を示している。車両ドア開閉装置は、電磁石手段６と制御装置１１とを備える。電磁石手段６は、電流を流すことによって磁力を発生し、その電流の大きさおよび向きによって磁力の大きさおよび向きがが変化する一以上の電磁石６１である。電磁石６１は、たとえば制御装置１１を介して、バッテリに接続されている。制御装置１１は、たとえばスイッチ手段などにより、電磁石６１に電流の供給を開始して電磁石６１に磁力を発生させ、または電磁石６１に電流の供給を停止して電磁石６１に発生していた磁力を消滅させる制御を行う。制御装置１１は車両１の全体の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）の一部としてもよいし、別に配置してもよい。

制御装置１１は、流す電流の大きさの制御を行う。さらには、制御装置１１は、電磁石手段６に流す電流の向きを変更することも可能である。これにより、制御装置１１は、電磁石手段６が発生する磁力の大きさや磁力の向きを制御することができる。電磁石手段６は、車両ドア２をボディ３に引き付ける方向の磁力（吸引磁力）、または車両ドア２をボディ３から離す方向の磁力（反発磁力）を発生できるように配置する。代表的には、電磁石手段６が発生する吸引磁力および反発磁力の主要な磁力線が車両ドアの面に対して、ほぼ垂直方向となるように配置することが好ましい。制御装置１１による電磁石手段６に流す電流の向きや大きさの制御は、電磁石手段６の配置との関係で決定できる。

電磁石手段６は、一般に、車両ドア２に配置するのが最も簡便である。しかし、電磁石手段６は、車両ドア２またはボディ３のいずれか一方またはその両方に配置することもできる。電磁石手段６を車両ドア２に配置する場合には、車両ドア２を閉じた際における電磁石手段６に対応するボディ３の位置には、磁性体材料が配置されている。電磁石手段６により車両ドア２とボディ３との間に発生する吸引磁力または反発磁力を維持することが可能である限り、車両ドア２とボディ３との間に非磁性体材料のカバーなどを配置してもよい。

制御装置１１は、ドアラッチ機構７およびロック機構８の状態に応じて、電磁石手段６に磁力を発生させるように制御する。また、制御装置１１は、車両ドア２の回転の状態に応じて、電磁石手段６に磁力を発生させるように制御する。さらに、車両１の走行速度に応じて、電磁石手段６に磁力を発生させるように制御する。制御装置１１は、これらのいずれか一つだけの制御を行うようにしてもよいし、またこれらの一部または全部の制御を行うようにしてもよい。すなわち、ドアラッチ機構７およびロック機構８の状態と，車両ドア２の回転の状態と，車両１の走行速度との少なくとも一つに応じて、電磁石手段６の制御を行うことができるようにすればよい。

たとえば、制御装置１１がドアラッチ機構７およびロック機構８の状態に応じて制御を行う場合は、以下のように行う。車両１に乗っているユーザが下車する際または車両１に乗る際には、車両１への乗降のために車両ドア２を開く必要がある。この状態では、必ず、車両ドア２が開くことをロック機構８が禁止している状態（ロック状態）が解除された状態（ロック解除状態）にある。続いて、ユーザは車両１の内側のドアレバー９または車両１の外側のドアノブ１０を操作して、ドアラッチ機構７が車両ドア２をボディ３に保持している状態を解除する（ラッチ解除状態）。したがって、ロック解除状態である状態でラッチ解除状態になったとき（同時に、ロック解除状態とラッチ解除状態になったときを含む）に、制御装置１１は、車両ドア２をボディ３から離す方向の反発磁力を発生するように、電磁石手段６に流す電流の制御を行う。ラッチ解除状態のみでは制御装置１１は反発磁力を発生せず安全が確保される。ロック解除状態は、実際にドアラッチ機構７が動作可能になった状態と定義して制御を行ってもよいし、車両ドア２またはキーなどに配置されるロック解除状態にするための手段（たとえば、ボタン等）が動作した際をもってロック解除状態と定義して制御をおこなってもよい。ロック機構８がロック解除状態になった際には、ロック機構８自体またはロック機構８に連動して動作するその他のスイッチ手段などが、ロック機構８がロック解除状態になったことを示す信号を発して、制御装置１１がその信号を受信する。同様に、ドアラッチ機構７自体またはドアラッチ機構７に連動して動作するその他のスイッチ手段などが、ドアラッチ機構７がラッチ解除状態になったことを示す信号を発して、制御装置１１がその信号を受信する。制御装置１１にこれらの信号が直接入力されることにより電磁石手段６に通電する制御を行う。またはこれらの信号が直接入力されるのではなく、ロック解除状態かつラッチ解除状態であることが別に配置される判断手段などによって判断され、その判断に基づいて電磁石手段６に流す電流のタイミング信号が制御装置１１に入力されることにより電磁石手段６に通電する制御を行ってもよい。さらに、ロック解除状態かつラッチ解除状態の場合にはユーザは乗降を行っている可能性が高いから、一定期間、ドアを開けておきたい場合がある。そのため、制御装置１１は、車両ドア２がボディ３から引き離されるような反発磁力を電磁石手段６が発生した後も、一定時間だけその磁力を維持するように電磁石手段６への電流の供給の維持を制御することもできる。

制御装置１１が車両ドア２の回転の状態に応じて制御を行う場合は、以下のように行う。回転の状態は、代表的には車両ドア２の回転角により判断する。たとえば、回転軸５には角度センサが取り付けられていて、制御装置１１には、車両ドア２の開閉角度が検出可能となっている。制御装置１１は、車両ドア２が所定の第一の角度（たとえば、閉じた状態から４５度）以上回転して開いたことを判定すると、それに応じて電磁石手段６が車両ドア２をボディに引き付ける方向の吸引磁力を発生するように電流の制御を行う。そして、制御装置１１は、車両ドア２が閉じるタイミングを判定して、磁力を発生することができる。ここで、制御装置１１は、車両ドア２が所定の第一の角度（たとえば、閉じた状態から４５度）以上回転して開いた後に、車両ドア２が閉じる方向に第一の角度より小さい第二の角度（たとえば、１５度）だけ回転したと判断した際に、電磁石手段６が車両ドア２をボディに引き付ける方向の吸引磁力を発生するように電流の制御を行うようにしてもよい。これにより、さらに、車両１のユーザが車両ドア２を閉じるタイミングをより正確に判断できる。また、回転角度は加速度センサなどにより間接的に回転速度や加速度として検出するものであってもよい。また、車両ドア２の回転角は角度センサなどの電気的なセンサ手段である必要はない。リミットスイッチなど所定の角度に至った際にオンとオフとの切り替えが可能な機械的なスイッチ手段でもよい。車両ドア２の回転角または回転速度や加速度などの信号が直接制御装置１１に入力されることにより制御装置１１が電磁石手段６に通電する制御を行ってもよい。または車両ドア２の回転角に基づき別に配置される判断手段などによって、車両ドア２をボディに引き付ける方向の吸引磁力または離す方向の反発磁力を発生するタイミングを決定し、そのタイミング信号が制御装置１１に入力されることにより制御装置１１が電磁石手段６に通電する制御を行ってもよい。

制御装置１１が車両１の走行速度に応じて、制御を行う場合は、以下のように行う。制御装置１１は、車両１の走行速度が所定の速度を超えている状態（たとえば、所定の速度になった際および／または所定の速度になった後）に、電磁石手段６が車両ドア２の車両ドア２をボディ３に引き付ける方向の吸引磁力を発生するように、電磁石手段６に通電するような制御を行う。車両１の走行速度が所定の速度を超えると、車両ドア１の外側の静圧が下がり、車両ドア１は、車両ドア２が開く方向の外力を受けることになる。車両１の走行速度が所定の速度を超えている状態（たとえば、所定の速度になった際および／または所定の速度になった後）に、電磁石手段６が車両ドア２の車両ドア２をボディ３に引き付ける方向の吸引磁力を発生させることで、車両ドア２がボディ３に引きつけられるようにできる。制御装置１１に車両１の走行速度が直接入力され、これにより制御装置１１が電磁石手段６に通電する制御を行ってもよい。または車両１の走行速度が所定の速度を超えたことが別に配置される判断手段などによって判断され、その判断結果によって決定された電磁石手段６に通電をするタイミング信号が制御装置１１に入力されることにより、制御装置１１が電磁石手段６に通電する制御を行ってもよい。

図４は、車両ドア２における電磁石手段６の配置例を示している。たとえば、電磁石手段６は、図４の(a)に示すように、車両ドア２の縁にそって、車両ドア２の縁部の全域に配置させることができる。電磁石手段６の一以上の電磁石６１のそれぞれの配置の間隔は、車両ドア２の大きさ、強度によって決定することができる。この配置により、車両ドア２の開閉を補助する補助力としての吸引磁力または反発磁力を車両ドア２の全体に発生させることができる。

また、図４の(b)に示すように、窓の開口４を囲む窓部フレーム２ａ部分に、車両ドア２の縁部の全域に配置させることができる。電磁石手段６の一以上の電磁石６１のそれぞれの配置の間隔は、車両ドア２の大きさ、強度によって決定することができる。この配置により、特に車両ドア２のうち、剛性が低い窓部フレーム２ａをボディ３に押し付ける補助力としての吸引磁力を窓部フレーム２ａに発生させることができる。また、車両ドア２を開くときには、車両ドア２が開くことを補助する反発磁力を発生させることができる。また、さらには、図２に示すように、電磁石手段６を、車両ドア２の窓部フレーム２ａのうち、剛性が特に低い車両ドア２の角部分に配置することもできる。

前述の方法では、制御装置１１が電磁石手段６に流す電流の向きを変更することにより、電磁石手段６が車両ドア２をボディ３に引き付ける方向の吸引磁力を、または車両ドア２をボディ３から離す方向の反発磁力を発生できるように配置した。しかし、図４の(c)に示すように、電磁石手段６の一以上の電磁石６１を、第一のグループ61aと第二のグループ61bの２つのグループに分けることで、同様の効果を生じさせることもできる。すなわち、制御装置１１が電磁石手段６のそれぞれの電磁石手段に流す電流の向きを変更せずに、電磁石手段６の第一のグループ６１ａは車両ドア２をボディ３に引き付ける方向に吸引磁力を発生させ、電磁石手段６の第二のグループ６１ｂは車両ドア２をボディ３から離す方向に反発磁力を発生させるように設定する。制御装置１１は、前記の各場合において、車両ドア２をボディ３に引き付ける方向に吸引磁力を発生させる必要があるときは、電磁石手段６の第一のグループ６１ａに電流を流すように制御し、車両ドア２をボディ３から離す方向に反発磁力を発生させる必要があるときは、電磁石手段６の第二のグループ６１ｂに電流を流すように制御すればよい。これにより、制御装置１１を簡易な回路にすることができる。

また、図４の(d)に示すように、電磁石手段６の一以上の電磁石６２を、車両ドア２の回転軸５に近い側の第一のグループ６２ａと車両ドア２の回転軸５から遠い側の第二のグループ６２ｂの２つのグループに分けることもできる。たとえば、車両ドア２をボディ３から離す反発磁力を発生する際（車両ドア２を開く際には）には、制御装置１１は、車両ドア２の回転軸５に近い側の第一のグループ６２ａのみに磁力を発生するように、電磁石手段６に電流を流す。一方、車両ドア２をボディ３に引き付ける吸引磁力を発生する際（車両ドア２を閉じる際）には、制御装置１１は、車両ドア２の回転軸５に近い側の第二のグループ６２ｂ、または第一のグループ６２ａと第二のグループ６２ｂとの両方に磁力を発生するように電流を流す。これにより、車両ドア２を閉じる際に、特に車両ドア２がボディ３に引き付けられやすく設定することができる。この図４の(d)の場合においては、第一のグループ６２ａから発生する磁力が第二のグループ６２ｂから発生する磁力よりも大きくなるように設定してもよいし、両者の磁力を同じに設定してもよい。

１車両
２車両ドア
３ボディ
４開口
５回転軸
６電磁石手段
７ドアラッチ機構
８ロック機構
９ドアレバー
１０ドアノブ
１１制御装置

Claims

車両ドアであって、前記車両ドアの一端側の回転軸まわりに車両のボディに対して回転可能に取り付けられている車両ドアと、
前記車両ドアまたは前記ボディの少なくとも一方に配置され、前記車両ドアを前記ボディに引き付ける方向または前記車両ドアを前記ボディから離す方向の磁力を発生することが可能な電磁石手段と、
前記電磁石手段に前記磁力を発生させる制御を行う制御装置と、
を備える車両ドア開閉補助装置。
請求項１に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記車両ドアは前記ボディに対して閉じられている際に前記車両ドアを前記ボディに保持するドアラッチ機構と、前記車両ドアが開くことを禁止するロック機構とを備え、
前記制御装置は、前記ドアラッチ機構および前記ロック機構の状態に応じて、前記制御を行う車両ドア開閉補助装置。
請求項１または２に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記制御装置による前記制御は、前記車両ドアが開くことを前記ロック機構が禁止している状態が解除された状態において、前記ドアラッチ機構が前記車両ドアを前記ボディに保持することを解除した際に、前記電磁石手段が前記車両ドアの前記車両ドアを前記ボディから離す方向の前記磁力を発生するものである車両ドア開閉補助装置。
請求項１に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記制御装置は、前記車両ドアの回転の状態に応じて、前記制御を行う車両ドア開閉補助装置。
請求項１または４に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記制御装置による前記制御は、前記車両ドアが所定の角度以上回転して開いた後に、前記電磁石手段が前記車両ドアを前記ボディに引き付ける方向の前記磁力を発生するものである車両ドア開閉補助装置。
請求項５に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記磁力は、前記車両ドアが所定の角度以上回転して開いた後に前記車両ドアが閉じる方向に回転した際に発生するものである車両ドア開閉補助装置。
請求項１に記載の車両ドア開閉補助装置であって、前記車両の走行速度に応じて、前記制御を行う車両ドア開閉補助装置。
請求項１または７に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記制御装置による前記制御は、前記車両の走行速度が所定の速度を超えた状態において、前記電磁石手段が前記車両ドアを前記ボディに引き付ける前記磁力を発生するものである車両ドア開閉補助装置。
請求項１から８のいずれか一項に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記車両ドアまたは前記ボディにおいて、前記電磁石手段が配置される位置は、車両ドアの窓部を囲む窓部フレーム、または前記車両ドアの前記窓部を囲む前記窓部フレームに対応する前記ボディの位置の少なくとも一方である車両ドア開閉補助装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記電磁石手段により発生する前記磁力は、前記制御装置が前記電磁石手段に流す電流の制御によるものである車両ドア開閉補助装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の車両ドア開閉補助装置であって、
前記電磁石手段は一以上の電磁石であって、その一以上の電磁石は、前記車両ドアを前記ボディに引き付ける方向の前記磁力を発生させるグループと、前記車両ドアを前記ボディから離す方向の前記磁力を発生させるグループとに分けられて配置されている車両ドア開閉補助装置。