JP2016217031A - ドア開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強風や傾斜地停車によるドアの勢い余る開きを制御し、ドアチェック機構、ドアヒンジ部、ドアの破損を防止する車両用のドア開閉制御装置を提供する。【解決手段】ドアチェック機構１１のドアチェッカー３と、ドア１０の開閉速度を検出する速度センサ６と、ドアチェッカー３の動きを回転運動に変換する運動変換機構４と、ブレーキ機構５と、ドアノブ１２の操作状況を検出するドアノブ操作検出センサ２と、ドアノブ操作の継続状況を判断する判定回路７と、ドアノブ操作検出センサ２、速度センサ６の各検出信号と判定回路７の判定に基づいてブレーキ機構５を作動させる制御回路８とを具備し、速度センサ６で検出したドア１０の開き速度が所定値以上のとき、またはドア１０が開かれている状況下でドアノブ操作が行われなくなったと判定回路７が判定したときに、制御回路８からの指令でブレーキ機構５が作動するものにした。【選択図】図１

Description

この発明は、自動車用のドア開閉制御装置、詳しくは、車両停止時に車両の側部にある障害物にドアが接触するトラブルや、予期しない外力によってドアが開度限界を超えて勢いよく開こうとした際のドアヒンジ部などの破損を、ドアの開閉速度を監視して動きを制限することよって防止するドア開閉制御装置に関するものである。

車両のドアの開閉を制限する技術の従来例として、例えば、下記特許文献１に記載されたもの、即ち、風速センサによって車外の風の強さを判断し、車両が停止している状況下で所定値を超える強い風を検知したときに乗員に警告を発し、同時にドアをロックすることで不用意なドアの開放を防ぐドア開閉装置がある。

また、車両の側方や後方における障害物の有無を検知し、所定距離内に障害物が存在するときにはドアの開きに反力（抵抗）を与えたり、ドアの開き角を制限したりして不用意な開閉操作があっても障害物や後続車両との衝突を回避するドア開閉制御装置がある（下記特許文献２参照）。

さらに、自車両周辺の風速に応じて自車両のドアの開度に制限を設ける車両用ドア制御装置もある（下記特許文献３参照）。

特開２００６−０６３５６７号公報 特開２００４−２８４４１０号公報 特開２００７−０６３８９３号公報

特許文献１に記載されたドア開閉制御装置は、停車時に検知された車外の風速が強風の場合には乗員に警告を発してドアをロックするので、風などに起因した不用意なドアの開放を防ぐことができる。

しかし、この特許文献１の装置では、警告後に乗員が自己の判断でドアを開こうとして開いている最中に想定を超える突風が吹いた場合、このときにはドアの動きに制限がかかることが無いため、そのままドアが勢いよく開いて近くの障害物に衝突する可能性がある。

また、特許文献２のドア開閉制御装置では、障害物までの距離を検出する周辺監視手段によって障害物までの距離が自車両のドアが全開されるまでのドア移動範囲内に存在するか否かが判定され、ドア移動範囲内に障害物ありと判定されたときに、ドアの開き角や開きに対する反力が制御される。

しかしながら、自車両のドアが全開されるまでの移動範囲内に障害物が存在しない場所では、ドアの開き角や反力の制御がなされない。従って、ドアの移動範囲内に障害物が存在せず、しかも強風が吹いている場所、或いは、ドアに対して自重による開き力が加わる傾斜地に停車し、その状況で不用意に車のドアが開かれた場合、強風の影響やドアの重みによってドアが全開位置まで勢いよく開き、ドアチェック機構やドアヒンジ部が衝撃を受けて破損する虞があり、その懸念が払拭されない。

また、周辺監視手段として、レーザー測長センサやカメラを使用しており、これに加えて障害物を検知したときにドアの開きを制御するアクチュエータなども必要とし、装置の構成コストが非常に高くつく不具合もある。

特許文献３の車両用ドア制御装置は、自車両周辺の風速に応じて自車両のドアの開度が制限されるので、ドアが強風の影響で無理に全開位置まで開かれて全開位置においてドアヒンジなどによって強制的に止められる事態が起こらず、全開位置での衝撃的な停止によるドアヒンジの破損、それに起因したドアの破損を防止することができる。

しかし、この装置は、自車両周辺の風速に基づく制御を行っているので、ドアの開度制限がなされない風速のときに車が傾斜地に停車し、この状況で不用意にドアが開かれた場合、ドアが自重で全開位置まで開き、全開位置でドアチェック機構やドアヒンジ部が衝撃を受けて破損する事態が起こり得る。

そこで、この発明の課題は、強風や傾斜地停車などの影響を受けずにドアの勢い余る開きを制御でき、それによって、ドアチェック機構、ドアヒンジ部、ドアの破損を防止することのできる車両用のドア開閉制御装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ドアチェック機構を備えた自動車のドアの開閉制御装置を以下の通りに構成した。
即ち、前記ドアチェック機構のドアチェッカーと、ドアの開閉速度を検出する速度センサと、前記ドアチェッカーの動きを回転運動に変換する運動変換機構と、この運動変換機構に制動力を加えるブレーキ機構と、乗員によるドアノブの操作状況を検出するドアノブ操作検出センサと、乗員によるドアノブ操作の継続状況を判断する判定回路と、前記ドアノブ操作検出センサ、速度センサの各検出信号と前記判定回路の判定結果に基づいて前記ブレーキ機構を作動させる制御回路とを具備し、
前記速度センサで検出したドアの開き速度が所定値以上のとき、または、ドアが開かれている状況下で乗員によるドアノブ操作が行われなくなったと前記判定回路が判定したときに、前記制御回路からの指令で前記ブレーキ機構が作動して前記運動変換機構の回転運動にブレーキがかかる装置にした。

なお、車のドアが開かれたことは、自動車に搭載されたドアロック装置の通電状況（通電の有無）などから知ることができる。

かかるドア開閉制御装置の前記速度センサとしては、多回転型センサやレゾルバ（角度センサ）などを利用することができる。

また、前記ブレーキ機構としては、電磁ブレーキや電磁クラッチなどを利用することができる。

さらに、前記ドアチェック機構のドアチェッカーとしては、ラックバーやボールねじなどを利用することができる。

このほか、前記ドアノブ操作検出センサとしては、ドアノブに乗員の手が触れたことを検出するタッチセンサや乗員の手がドアノブの操作位置にあることを検出する光学式センサなどを利用することができる。

この発明のドア開閉制御装置によれば、ドアの開き速度が所定値を超えたとき、または、ドアが開かれている状況下で乗員によるドアノブ操作が行われなくなったとき（ドアノブを操作した手がドアノブから離れるなどして乗員によるドアの開き動作の制御がなされなくなったと判断されたとき）にドアチェッカーの動きにブレーキがかかる。

これにより、ドアの開き動作が停止する。そのために、強風の影響や傾斜地の影響を受ける場所においても近接位置の障害物に対するドアの接触・衝突を防止することができる。また、ドアが全開位置に動く前に停止するため、ドアが全開位置まで勢いよく開くことによるドアヒンジ部やドアの破損も確実に防ぐことができる。

なお、多回転型センサやレゾルバは小型、かつ、安価なものが存在する。そのため、これを速度センサとして利用するものは、設置スペースの抑制や装置コストの削減が図り易い。

また、上記ドアチェック機構のドアチェッカーを、ラックバーやボールねじで構成するものは、そのラックバーやボールねじを、上記運動変換機構の構成部品として利用して簡素な運動変換機構を構成することができる。

さらに、前記ドアノブ操作検出センサとしてタッチセンサや光学式センサを利用するものは、乗員によってドアノブが掴まれているか否かを確実に検出することができ、上記判定回路による判定精度の向上が図り易い。

このほか、車のドアが開かれたことをドアロック装置の通電状況から判断するものは、車のドアが開かれたことを検出する専用のセンサが不要である。

この発明のドア開閉制御装置の一例を内張りを外したドアの内部に組み付けた状態にして示す正面図である。 図１のドア開閉制御装置とドアを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 ドアに対するドアチェック機構のドアチェッカーの挿入状態の一例を示す斜視図である。 ドアチェッカーと運動変換機構とブレーキ機構の一例の概要を示す斜視図である。 図５のドアチェッカー、運動変換機構及びブレーキ機構の側面図である。 図５のドアチェッカー、運動変換機構及びブレーキ機構の平面図である。 ブレーキ機構の一例を示す制動状態の断面図である。 図８のブレーキ機構の制動解除状態の断面図である。 図１のドア開閉制御装置の制御状態の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面の図１〜図１０に基づいて、この発明のドア開閉制御装置の実施の形態を説明する。

図１〜図３に示したドア開閉制御装置１は、ドアチェック機構１１を備える自動車のドア１０に内蔵されるものであって、乗員によるドアノブ１２の操作状況を検出するドアノブ操作検出センサ２と、ドアチェック機構１１のドアチェッカー３と、このドアチェッカー３の直線運動を回転運動に変換する運動変換機構４と、この運動変換機構４によって変換された回転運動に制動力を加えるブレーキ機構５と、ドア１０の開閉速度を検出する速度センサ６と、乗員によるドアノブ操作の継続状況を判断する判定回路７と、前記速度センサ６、ドアノブ操作検出センサ２の各検出信号と前記判定回路７の判定結果に基づいて前記ブレーキ機構５を作動させる制御回路８を組み合わせて構成されている。ドアノブ１２は、ドアレバーやドア取手などである。

ドアノブ操作検出センサ２は、ドア１０の内側のドアノブに対応させたものとドア１０の外側のドアノブに対応させたものが設けられている。このドアノブ操作検出センサ２には、ドアノブ１２に乗員の手が触れたことを検出するタッチセンサや乗員の手がドアノブ１２の操作位置にあることを検出する光学式センサなどが用いられている。

また、ドアチェッカー３には、運動変換機構４の構成要素を兼用したラックバーが用いられている。このラックバーに代わる要素としてボールねじも考えられる。

このドアチェッカー３は、図４に示すように、一端が車体１３にヒンジ結合され（１４がドアチェッカー３のヒンジ部）、ドアヒンジ１５を介して車体１３にヒンジ結合されたドア１０の内部に他端側がスライド自在に挿入されている。

運動変換機構４は、図１〜図３に示すように、ここではドアチェッカー３としてラックバーを採用したので、そのラックバーと、当該ラックバーの歯に噛合するピニオンギヤ４ａと、そのピニオンギヤ４ａと噛み合う減速ギヤ４ｂを組み合わせ、ドアチェッカー（ラックバー）３の移動に伴って減速ギヤ４ｂが回転するものを用いた（図５〜図７参照）。

一般的なドアチェック機構は、ドアに取り付けられたシューと特殊な形状のドアチェッカー、例えば、外周に窪み等が形成された形状のドアチェッカーを組み合わせ、ドアチェッカーの移動に、そのドアチェッカーに外嵌されたシューで抵抗を加えてドアの動きを制限する。

これに対し、例示のドアチェック機構１１は、減速ギヤ４ｂによってピニオンギヤ４ａの回転を減速させる構造になっており、ドアチェッカー３としてストレートなラックバーやボールねじを利用することが可能である。

減速ギヤ４ｂは、ピニオンギヤ４ａの回転を減速させる。

例示のブレーキ機構５は、一種の電磁ブレーキであって、図８に示した構成要素を組み合わせたものになっている。

その構成要素は、減速ギヤ４ｂの中心の回転軸（図示せず。これは減速ギヤ４ｂと一体回転する）につながれるインナーディスク５ａと、ドア１０（図１〜図３参照）に固定されるアウターディスク５ｂと、そのアウターディスク５ｂに内蔵された励磁コイル５ｃと、インナーディスク５ａに固定された摩擦板５ｄと、励磁コイル５ｃに通電して発生させた磁力で励磁コイル５ｃ側に吸引するアーマチュア５ｅと、励磁コイル５ｃによる磁気吸引が停止されたときにアーマチュア５ｅを摩擦板５ｄに押し当てるばね５ｆとからなる。

図示のブレーキ機構５は、励磁コイル５ｃが励磁されると図９に示すようにアーマチュア５ｅが摩擦板５ｄから引き離され、インナーディスク５ａが負荷無く回転可能となる。また、励磁コイル５ｃの励磁が停止されると図８に示すようにアーマチュア５ｅがばね５ｆの力で摩擦板５ｄに押しつけられ、アーマチュア５ｅと摩擦板５ｄとの間に摩擦力が発生してインナーディスク５ａの回転にブレーキがかかる。

そのインナーディスク５ａの回転制動により、減速ギヤ４ｂとピ二オンギヤ４ａを介してインナーディスク５ａに連結されたドアチェッカー（図のそれはラックバー）３の動きが制限され、ブレーキ機構５が作動した後のドア１０の更なる開きを停止させることができる。

ブレーキ機構５は、図示の形態のものに限定されない。電磁クラッチなどで構成することもできるし、励磁コイルが励磁されたときに制動力が発生し、励磁が止まったときに制動が解除されるようなものであってもよい。

ドアチェッカー３としてボールねじを用いる場合には、そのボールねじに螺合させるナットを外周に歯の形成された歯車兼用のナットにし、そのナットを定位置回転可能に支持してそのナットを減速ギヤ経由でブレーキ機構５に接続するとよい。

速度センサ６（図１〜図３参照）は、多回転型センサを用いたもの、レゾルバを用いたものなど、任意の形態のセンサを利用することができる。例示の速度センサ６は、減速ギヤ４ｂの回転速度を検出するが、ブレーキ機構５にドアチェッカー３の動きに連動するインナーディスクなどの回転部材が含まれている場合には、その回転部材の回転速度を検知しても目的とする制御がなされる。

判定回路７（図１参照）は、ドアが開かれているときにドアノブ操作検出センサ２の信号に基づいて乗員によるドアノブ操作が継続してなされているか否かを判定する。

ドアノブ操作検出センサ２が例えばタッチセンサである場合、ドアノブ１２を掴んでいる乗員の手がドアノブ１２から離れたこと（光学式センサを使用するものは乗員の手がドアノブの操作位置外に移動したこと）をドアノブ操作検出センサ２が検出すると、その検出信号を受けて判定回路７が乗員によるドアノブ操作が継続されていないと判断し、制御回路８からブレーキ機構５に作動指令が出される。

制御回路８は、速度センサ６からの検出信号も受け取り、ドアの開き速度が所定値を超えたときにもブレーキ機構５に作動指令を出す。

判定回路７は、制御回路８に含ませると回路構成が複雑にならなくて好ましい。また、制御回路８は、自動車のエンジンや車の動きを制御する装置の制御回路などを設けた回路基板上に設けると、各種制御回路の統合が図れて好ましい。

車のドア１０が開かれたことの検出は、専用のセンサを設けて検出することも可能であるが、自動車に搭載されたドアロック装置の通電状況（通電の有無）などからも知ることができる。この方法によれば、専用のセンサが不要である。

例示のドア開閉制御装置１では、乗員がドア１０を開け始めたことが検出されると、ブレーキ機構５による制動が解除される。これにより、減速ギヤ４ｂにかかる負荷が軽減され、ドアチェッカー３がスムーズに動いて通常の操作力によるドア開けが可能になる。

次に、乗員によるドアノブ１２の操作でドア１０が開かれ出すと、乗員の手がドアノブ１２に接触した状態が維持されているか否かや、乗員の手がドアノブ１２の操作位置にある状態が維持されているか否かがドアノブ操作検出センサ２によって検出され、さらに、速度センサ６によってドア１０の開き速度も検出される。

そして、強風や傾斜地停車の影響でドア１０の開き速度が所定値を超えると、そのことが判定回路７によって判定され、その判定回路による判定信号に基づいて制御回路８からブレーキ機構５に対して作動指令が出力される。

これにより、減速ギヤ４ｂにかかる負荷が高まってドアチェッカー３の動きにブレーキがかかり、ドア１０の開きが停止する。

また、ドア１０が開いている状況下で、乗員の手が不意にドアノブ１２から離れたり、ドアノブ操作位置外に移ったりすると、ドアノブ操作検出センサ２からの信号を受けた判定回路７が、乗員によるドアノブ操作が行われなくなったと判定する。そして、その判定結果に基づいて制御回路８がブレーキ機構５に対して作動指令を出し、このときにも、ドア１０の更なる開きを停止させる。

従って、強風の影響や傾斜地の影響を受ける場所においても近接位置の障害物に対するドアの接触・衝突を防止することができ、また、ドア１０が全開位置まで勢いよく開くことによるドアヒンジ部やドアの破損も確実に防止することができる。

以下に、例示のドア開閉制御装置の動作の一例の詳細を、図１０に示したフローチャートに基づいて説明する。

この図１０のフローチャートでは、乗員によってドアノブ１２が掴まれたこと、又は、乗員の手がドアノブ１２の操作位置にあることが検出されるとドア開閉制御装置による制御が開始される。

そして、ドア１０が開かれるとドアロック装置の通電状況などからそのことが確認される（ステップ１）。

次に、ドアノブ操作検出センサ２からの信号に基づき、乗員によるドア１０の開操作が継続してなされているかが判断される（ステップ２）。

その判断は、例えば、乗員の手がドアノブ１２を掴んだままである場合には、判定回路７によって乗員による開操作が継続しているかの問いに対してＹＥＳの判定がなされ、そのときには、ブレーキ機構５に対して制御回路８からブレーキを解除する指令が出力されて（ステップ３）、通常の操作力でのドア１０の開きが実行可能となる。

一方、ドアノブ操作検出センサ２が、乗員の手がドアノブ１２から離れたことを検出すると、ステップ２においてＮＯの判定がなされ、そのときには、制御回路８からブレーキ機構５に対して作動指令が出力され（ステップ５）、これにより、ドアチェッカー３が拘束されてドア１０の開きが停止する。

また、ステップ３を通ったら、今度はドア１０の開き速度が所定の値Ｘｍ／ｓｅｃ以上であるか否かが制御回路８内の判定部において判定され（ステップ４）、その判定結果がＹＥＳの場合には、ブレーキ機構５に対して制御回路８から作動指令が出力されてドア１０の開きが停止する（ステップ５）。

なお、図１０の制御手順は、あくまでも一例に過ぎない。

例えば、アーマチュア５ｅを摩擦板５ｄに電磁力で押し当てて制動力を発生させるものについては、ステップ２からステップ５に直接移行する際にステップ４と同様の判定（ドア１０の開き速度が所定の値Ｘｍ／ｓｅｃ以上であるか否かの判定）を併せて行い、ここでの判定結果に基づいてブレーキ機構５で発生させる制動力を変化させることが可能である。具体的には、ここでの判定結果がＹＥＳの場合にはＮＯの場合よりも強い制動力を発生させると言った制御を行うことができる。

１ ドア開閉制御装置
２ ドアノブ操作検出センサ
３ ドアチェッカー
４ 運動変換機構
４ａ ピ二オンギヤ
４ｂ 減速ギヤ
５ ブレーキ機構
５ａ インナーディスク
５ｂ アウターディスク
５ｃ 励磁コイル
５ｄ 摩擦板
５ｅ アーマチュア
５ｆ ばね
６ 速度センサ
７ 判定回路
８ 制御回路
１０ ドア
１１ ドアチェック機構
１２ ドアノブ
１３ 車体
１４ ドアチェッカーの一端のヒンジ部
１５ ドアヒンジ

Claims (6)

1. ドアチェック機構（１１）を備えた自動車のドアの開閉制御装置であって、
   前記ドアチェック機構（１１）のドアチェッカー（３）と、ドア（１０）の開閉速度を検出する速度センサ（６）と、前記ドアチェッカー（３）の動きを回転運動に変換する運動変換機構（４）と、この運動変換機構に制動力を加えるブレーキ機構（５）と、乗員によるドアノブ（１２）の操作状況を検出するドアノブ操作検出センサ（２）と、乗員によるドアノブ操作の継続状況を判断する判定回路（７）と、前記ドアノブ操作検出センサ（２）、速度センサ（６）の各検出信号と前記判定回路（７）の判定結果に基づいて前記ブレーキ機構（５）を作動させる制御回路（８）とを具備し、
   前記速度センサ（６）で検出したドア（１０）の開き速度が所定値以上のとき、または、ドアが開かれている状況下で乗員によるドアノブ操作が行われなくなったと前記判定回路（７）が判定したときに、前記制御回路（８）からの指令で前記ブレーキ機構（５）が作動して前記運動変換機構（４）の回転運動にブレーキがかかるようにしたドア開閉制御装置。
2. 前記速度センサ（６）が、多回転型センサ又はレゾルバである請求項１に記載のドア開閉制御装置。
3. 前記ブレーキ機構（５）が、電磁ブレーキ又は電磁クラッチによって構成された請求項１又は請求項２に記載のドア開閉制御装置。
4. 前記ドアチェック機構のドアチェッカー（３）が、ラックバー又はボールねじで構成された請求項１〜請求項３のいずれかに記載のドア開閉制御装置。
5. 前記ドアノブ操作検出センサ（２）が、ドアノブ（１２）に乗員の手が触れたことを検出するタッチセンサ又は乗員の手がドアノブ（１２）の操作位置にあることを検出する光学式センサである請求項１〜請求項４のいずれかに記載のドア開閉制御装置。
6. ドア（１０）が開かれたことの検出が、自動車に搭載されたドアロック装置の通電状況に基づいてなされるようにした請求項１〜請求項５のいずれかに記載のドア開閉制御装置。

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