JP2016065398A - ドア開閉制御装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチセンサを設けることなくドアによる挟み込みを防止して、タッチセンサ分だけ部品点数を減らし、コストを低減する。
【解決手段】ドアの開度を変化するモータと、モータの回転角度を検出する角度センサと、角度センサの検出結果に基づいてモータを制御するモータ制御部とを具備するドア開閉制御装置であって、モータ制御部は、ドアの閉動作中にモータの駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向にモータを回転させ、角度センサによって検出されたドアの開度が低い程、所定のしきい値を低く設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドア開閉制御装置及び車両に関する。

下記特許文献１には、ドア（例えばリアゲート）のラッチ解除に使用されるモータに対する常時給電状態を回避することの可能な車両扉開閉制御装置が開示されている。該車両扉開閉制御装置は、ドアのラッチ解除に使用されるモータを駆動する駆動回路と、一定条件下でドアの開放操作がなされた場合にモータの回転によってラッチ解除されるよう駆動回路を制御する制御部とを備え、モータに接続された外部接続端子と駆動回路との間の電流経路に電流遮断スイッチが介挿されている。また、車両扉開閉制御装置は、上記構成要素の他に、人間等によるドアへの接触を検出するタッチセンサや、ドアの開度を変化するための駆動モータ等を備え、ドアの閉動作時にタッチセンサによって人間等によるドアへの接触を検出した場合には、ドアの開閉動作を停止することによってドアによる挟み込みを防止する。

特開２０１２−２０７３９２号公報

ところで、上記従来技術では、人間等によるドアへの接触をタッチセンサによって検出してドアによる挟み込みを防止しているが、タッチセンサが必ず必要となるため、該タッチセンサの分だけ、部品点数が増え、コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、タッチセンサを設けることなくドアによる挟み込みを防止して、タッチセンサ分だけ部品点数を減らし、コストを低減する、ことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、ドア開閉制御装置に係る第１の解決手段として、ドアの開度を変化するモータと、前記モータの回転角度を検出する角度センサと、前記角度センサの検出結果に基づいて前記モータを制御するモータ制御部とを具備するドア開閉制御装置であって、前記モータ制御部は、前記ドアの閉動作中に前記モータの駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向にモータを回転させ、前記角度センサによって検出された前記ドアの開度が低い程、前記所定のしきい値を低く設定する、という手段を採用する。

本発明では、ドア開閉制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記モータ制御部は、前記ドアの閉動作中に前記駆動電流が前記所定のしきい値を継続して超えた時間が所定時間を超えた場合には、モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向にモータを回転させ、前記ドアの開度が低い程、前記所定時間を短く設定する、という手段を採用する。

本発明では、車両に係る解決手段として、リアゲートと、上記第１または第２の解決手段を採用するドア開閉制御装置とを具備し、前記ドア開閉制御装置によって前記リアゲートの開閉を制御する、という手段を採用する。

本発明によれば、ドアの開度を変化するモータと、モータの回転角度を検出する角度センサと、角度センサの検出結果に基づいてモータを制御するモータ制御部とを具備するドア開閉制御装置であって、モータ制御部は、ドアの閉動作中にモータの駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向にモータを回転させ、角度センサによって検出されたドアの開度が低い程、所定のしきい値を低く設定することによって、タッチセンサを設けることなく人間等による接触を検出することによって、タッチセンサを設けることなくドアによる挟み込みを防止して、タッチセンサ分だけ部品点数を減らし、コストを低減する。

本発明の一実施形態に係るドア開閉制御装置を搭載した車両の後部を側面から視たシステム概略図である。 本発明の一実施形態に係るドア開閉制御装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るドア開閉制御装置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、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係るドア開閉制御装置Ａは、例えば、自動車である車両Ｍｂ（図１参照）に搭載され、車両ＭｂのルーフＲｆの後端部にヒンジ機構ｈｇを介して上下に開閉自在に連結されたリアゲートＲｇの開閉動作を制御するものである。

なお、リアゲートＲｇについては、ドア開閉制御装置Ａによる自動での開閉に加えて、手動で開閉することも可能である。また、図１に記載しているＸＹＺ直交座標系のＸ軸は車両Ｍｂの長さ方向を、Ｙ軸は車両Ｍｂの幅方向を、Ｚ軸は車両Ｍｂの高さ方向を示している。

上記ドア開閉制御装置Ａは、図２に示すように、施錠駆動ユニットＵ１、開閉駆動ユニットＵ２、操作部Ｓ、通信部Ｔ及びマイコンＭを有している。

施錠駆動ユニットＵ１は、リアゲートＲｇのラッチの状態を、ハーフラッチ状態（ほぼリアゲートＲｇが閉じられているが、完全に車体のストライカに対してラッチされていない状態：半ドア状態）あるいはフルラッチ状態（リアゲートＲｇが車体のストライカに対して完全にラッチされた状態：全閉状態）に切り替えるものである。

上記施錠駆動ユニットＵ１は、施錠モータ１１、施錠モータ駆動回路１２、ラッチ機構１３及びラッチ状態検出スイッチ１４を備えている。
施錠モータ１１は、施錠モータ駆動回路１２から供給される駆動電力に応じて回転するＤＣモータである。

施錠モータ駆動回路１２は、インバータ回路等からなり、図示しないバッテリから供給される直流電力をマイコンＭからの制御指令に基づいてインバータ回路によってＵ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相の駆動電力に変換して、施錠モータ１１に供給する。

ラッチ機構１３は、施錠モータ１１の回転動作をリアゲートＲｇのラッチ状態の切替動作に変換する機械要素から構成されている。このラッチ機構１３は、施錠モータ１１の正転時には、リアゲートＲｇをハーフラッチ状態からフルラッチ状態へ切替え、施錠モータ１１の逆転時には、リアゲートＲｇをフルラッチ状態からハーフラッチ状態へ切替える。

ラッチ状態検出スイッチ１４は、リアゲートＲｇのラッチ状態（ハーフラッチ状態あるいはフルラッチ状態か）を検出するスイッチ群であり、具体的にはラッチスイッチ、カーテシスイッチ及び中立状態スイッチ等である。ラッチ状態検出スイッチ１４は、検出したラッチ状態を示すラッチ状態検出信号をマイコンＭに出力する。

開閉駆動ユニットＵ２は、リアゲートＲｇを開閉駆動するものである。上記開閉駆動ユニットＵ２は、開度モータ２１、開度モータ駆動回路２２、各種ギア群２３、クラッチ機構２４、角度センサ２５及び電流センサ２６を備えている。
開度モータ２１は、開度モータ駆動回路２２から供給される駆動電力に応じて回転するＤＣモータである。

開度モータ駆動回路２２は、Ｈブリッジ回路等からなり、図示しないバッテリから供給される直流電力をマイコンＭからの制御指令に基づいて開度モータ２１に供給する。

各種ギア群２３は、複数のギアからなり、開度モータ２１による回転運動をリアゲートＲｇの開閉に適した回転数及びトルクに変換するものである。
クラッチ機構２４は、開度モータ２１の回転軸と各種ギア群２３との機械的な接続及び切断を切り換えるものである。

角度センサ２５は、開度モータ２１の回転角度を検出するホールセンサ等であり、開度モータ２１の回転角度を示す角度検出信号をマイコンＭに出力する。
電流センサ２６は、開度モータ駆動回路２２から開度モータ２１に供給される駆動電力の電流値を検出し、該電流値を示す電流検出信号をマイコンＭに出力する。

操作部Ｓは、車両Ｍｂの運転席に設けられるリアゲート開閉スイッチや、リアゲートＲｇに設けられるリアゲート開放スイッチ及びリアゲート閉鎖スイッチからなり、ユーザによって上述した各スイッチが押下されると、各スイッチからリアゲートＲｇを開状態あるいは閉状態とするための操作信号をマイコンＭに出力する。

通信部Ｔは、図示しないリモコンから信号を受信するものであり、例えば、該リモコンからリアゲートＲｇを開状態あるいは閉状態とするための操作信号を受信すると、当該操作信号をマイコンＭに出力する。

マイコンＭは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。このマイコンＭは、上記ＲＯＭに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことによりドア開閉制御装置Ａの全体動作を制御する。

詳細については後述するが、マイコンＭは、ＰＷＭ制御により開度モータ駆動回路２２を制御し、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ駆動回路２２から開度モータ２１へ供給される駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させるように開度モータ駆動回路２２を制御する。

また、上記構成のドア開閉制御装置Ａの周囲には、上述したリアゲートＲｇ、ルーフＲｆ、ヒンジ機構ｈｇに加え、リアピラーＲｐ、ダンパーＤｐ、ガイドレールＧｄ、ラックギアＲｋ、アームＡｍ及びギアボックスＧｂが設けられている（図１参照）。

車両ＭｂのリアピラーＲｐとリアゲートＲｇとの間には、手動あるいは自動によるリアゲートＲｇの開放動作を補助するために、リアゲートＲｇに対して開方向の押し上げ力を付勢するダンパーＤｐが設けられている。このダンパーＤｐは、車両Ｍｂの幅方向に対して左右に１本ずつ設けられている。

また、リアピラーＲｐの内側には、開度モータ２１及び該開度モータ２１の回転動作をリアゲートＲｇの開閉動作に変換するための機械要素、つまり、ガイドレールＧｄ、ラックギアＲｋ、アームＡｍ及びギアボックスＧｂが設けられる。

ガイドレールＧｄは、リアピラーＲｐの内側にＺ軸から後方へ向かって一定角度傾斜した状態で固定されている。
ラックギアＲｋは、ガイドレールＧｄに沿って昇降自在（往復自在）に装着されている。

アームＡｍは、一端がラックギアＲｋの上端部にＹ軸周りに回動自在に連結され、かつ他端がリアゲートＲｇの所定位置にＹ軸周りに回動自在に連結された棒状部材である。

ギアボックスＧｂは、開度モータ２１の回転軸の回転動作をラックギアＲｋの昇降運動（ガイドレールＧｄ上の往復運動）に変換するピニオンギア等の各種ギア群を内蔵するものである。また、上述した各種ギア群２３、クラッチ機構２４及び角度センサ２５は、上記ギアボックスＧｂ内に設けられている。

開度モータ２１の正転時にはラックギアＲｋがガイドレールＧｄに沿って上昇し、アームＡｍによる押し上げ力がリアゲートＲｇに付加されてリアゲートＲｇの開放動作が実現される。

一方、開度モータ２１の逆転時にはラックギアＲｋがガイドレールＧｄに沿って下降し、アームＡｍによる引き下げ力がリアゲートＲｇに付加されてリアゲートＲｇの閉鎖動作が実現される。

次に、このように構成されたドア開閉制御装置Ａの動作について図３を参照して説明する。
ドア開閉制御装置Ａにおいて、マイコンＭは、操作部Ｓあるいは通信部ＴからリアゲートＲｇを閉状態とするための操作信号が入力されると、リアゲートＲｇに閉動作を実行させるために、開度モータ駆動回路２２を制御するが、この動作を実行するにあたり、以下の特徴的な動作を実行する。

ドア開閉制御装置Ａにおいて、マイコンＭは、操作部Ｓあるいは通信部ＴからリアゲートＲｇの閉状態とするための操作信号が入力されると、開度モータ駆動回路２２を制御して、開度モータ２１に逆転させ、さらに角度センサ２５から入力される角度検出信号に基づいてリアゲートＲｇの閉動作の速度を算出し、算出した速度が目標速度となるように開度モータ駆動回路２２を制御する。

ここで、マイコンＭは、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ２１の駆動電流が所定のしきい値を継続して超えた時間が所定時間を超えた場合には、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させ、角度センサ２５によって検出されたリアゲートＲｇの開度が低い程、上記所定のしきい値を低く設定すると共に、上記所定時間を短く設定する。

例えば、まず、マイコンＭは、リアゲートＲｇの開度が所定の角度（例えば、３０度）を超えたか否か判定する（ステップＳ１）。マイコンＭは、リアゲートＲｇの開度が所定の角度を超えている場合（ＹＥＳの場合）、つまり、リアゲートＲｇが大きく開いた状態である場合、上記所定のしきい値として第１電流値（例えば数１０Ａ）を設定し（ステップＳ２）、さらに上記所定時間として第１時間（例えば数１０ｍｓ〜数１００ｍｓ）を設定する（ステップＳ３）。

一方、マイコンＭは、リアゲートＲｇの開度が所定の角度を超えていない場合（ＮＯの場合）、つまり、リアゲートＲｇの閉動作が進行した状態である場合、上記所定のしきい値として第２電流値（例えば数Ａ）を設定し（ステップＳ４）、さらに上記所定時間として第２時間（例えば数１０ｍｓ）を設定する（ステップＳ５）。なお、第１電流値は、第２電流値よりも大きい値に設定されている。また、第１時間は、第２時間よりも大きい値に設定されている。

続いて、マイコンＭは、電流センサ２６から入力される電流検出信号に基づいて開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を超えたか否か判定する（ステップＳ６）。マイコンＭは、開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を超えていない場合（ＮＯの場合）、上記ステップＳ１の処理に戻る。

一方、マイコンＭは、開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を超えた場合（ＹＥＳの場合）、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を継続して超えた時間が上記所定時間を超えたか否か判定する（ステップＳ７）。

マイコンＭは、開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を継続して超えた時間が上記所定時間を超えていない場合（ＮＯの場合）、上記ステップＳ１の処理に戻る。一方、マイコンＭは、開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を継続して超えた時間が上記所定時間を超えた場合（ＹＥＳの場合）、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させる（ステップＳ８）。

つまり、ドア開閉制御装置Ａは、開度モータ２１の駆動電流が上記所定のしきい値を継続して超えた時間が上記所定時間を超えた場合、つまり、人間等によるリアゲートＲｇへの接触（例えば、人間の指がリアゲートＲｇに挟まれかけた状態）が発生して、開度モータ２１の駆動電流が上昇した場合には、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させることによって、リアゲートＲｇによる挟み込みを防止する。

また、ドア開閉制御装置Ａは、リアゲートＲｇの開度が低い程、上記所定のしきい値を低く設定すると共に、上記所定時間を短く設定することによって、リアゲートＲｇの開度が低い状態、つまり、リアゲートＲｇが閉まる直前になる程、敏感に反応して、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させることによって、リアゲートＲｇが閉まる直前であっても、確実にリアゲートＲｇによる挟み込みを防止する。

このような本実施形態によれば、マイコンＭは、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ２１の駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、開度モータ２１を停止あるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させ、角度センサ２５によって検出されたリアゲートＲｇの開度が低い程、上記所定のしきい値を低く設定すると共に、上記所定時間を短く設定することによって、タッチセンサを設けることなくリアゲートＲｇによる挟み込みを防止して、タッチセンサ分だけ部品点数を減らし、コストを低減することができる。

また、本実施形態によれば、リアゲートＲｇの開度が低い程、上記所定のしきい値を低く設定すると共に、上記所定時間を短く設定することによって、リアゲートＲｇの開度が低い状態、つまり、リアゲートＲｇが閉まる直前になる程、敏感に反応して、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させることによって、リアゲートＲｇが閉まる直前であっても、確実にリアゲートＲｇによる挟み込みを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態に係るドア開閉制御装置Ａは、車両Ｍｂに搭載されるが、ドアを有するものであれば、車両Ｍｂ以外の装置に搭載されてもよい。また、ドア開閉制御装置Ａは、車両ＭｂにおけるリアゲートＲｇ以外のドアの開閉動作を制御するようにしてもよい。

（２）上記実施形態において、マイコンＭは、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ２１の駆動電力の電流値が所定のしきい値を継続して超えた時間が所定時間を超えた場合には、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させ、リアゲートＲｇの開度が低い程、上記所定のしきい値を低く設定すると共に、上記所定時間を短く設定したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、マイコンＭは、上記所定時間を用いずに処理、つまり、リアゲートＲｇの閉動作中に開度モータ２１の駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、開度モータ２１を停止させるあるいは閉動作とは逆方向に開度モータ２１を回転させ、角度センサ２５によって検出されたリアゲートＲｇの開度が低い程、所定のしきい値を低く設定するようにしてもよい。また、上記実施形態では、所定の角度を基準に、所定のしきい値と所定時間との変化が２段階であるが、該２段階に限定されず、複数の基準を基に３段階以上に所定のしきい値と所定時間とを変化させるようにしてもよい。

Ａ…ドア開閉制御装置、Ｍｂ…車両、Ｒｇ…リアゲート、Ｒｆ…ルーフ、ｈｇ…ヒンジ機構、Ｕ１…施錠駆動ユニット、Ｕ２…開閉駆動ユニット、Ｓ…操作部、Ｔ…通信部、Ｍ…マイコン、１１…施錠モータ、１２…施錠モータ駆動回路、１３…ラッチ機構、１４…ラッチ状態検出スイッチ、２１…開度モータ、２２…開度モータ駆動回路、２３…各種ギア群、２４…クラッチ機構、２５…角度センサ、２６…電流センサ、Ｒｐ…リアピラー、Ｄｐ…ダンパー、Ｇｄ…ガイドレール、Ｒｋ…ラックギア、Ａｍ…アーム、Ｇｂ…ギアボックス

Claims (3)

1. ドアの開度を変化するモータと、前記モータの回転角度を検出する角度センサと、前記角度センサの検出結果に基づいて前記モータを制御するモータ制御部とを具備するドア開閉制御装置であって、
   前記モータ制御部は、前記ドアの閉動作中に前記モータの駆動電流が所定のしきい値を超えた場合には、前記モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向に前記モータを回転させ、前記角度センサによって検出された前記ドアの開度が低い程、前記所定のしきい値を低く設定することを特徴とするドア開閉制御装置。
2. 前記モータ制御部は、前記ドアの閉動作中に前記駆動電流が前記所定のしきい値を継続して超えた時間が所定時間を超えた場合には、前記モータを停止させるあるいは閉動作とは逆方向に前記モータを回転させ、前記ドアの開度が低い程、前記所定時間を短く設定することを特徴とする請求項１に記載のドア開閉制御装置。
3. リアゲートと、
   請求項１または２に記載のドア開閉制御装置とを具備し、
   前記ドア開閉制御装置によって前記リアゲートの開閉を制御することを特徴とする車両。

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