JP2017036602A - ドア開閉装置 - Google Patents

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【課題】開閉途中のバックドアを停止させるときのばたつきを抑制することができるドア開閉装置を提供する。【解決手段】ドア開閉装置は、車両のバックドアを開閉させる駆動力を出力するモータと、モータを制御する制御部と、を備え、制御部は、モータによってバックドアを自動で開閉させる自動開閉制御を実行し、制御部は、自動開閉制御の実行中にバックドアを停止させる停止指令を検出した場合、バックドアが停止するまで所定の減速度α１でバックドアの目標速度を減少させる。【選択図】図１５

Description

本発明は、ドア開閉装置に関する。
従来、ドアを開閉させるドア開閉装置がある。このようなドア開閉装置として、特許文献１には、ドアを開閉移動する間に予め設定した一定の加速度でドアの移動速度を増加するようにしたドア開閉装置において、開閉途中位置からドアの移動を開始する場合の加速終了位置を補正する技術が開示されている。
特許第４２１５７１４号公報
ドアを開方向あるいは閉方向に移動させている間に、ドアを停止させる停止操作がユーザによってなされることがある。開閉対象のドアがバックドアである場合、移動途中に急にバックドアを停止させようとするとドアがばたついてしまう可能性がある。バックドアがばたつくと、ユーザからはバックドアの動きが不安定に見えて違和感を覚えることがある。
本発明の目的は、開閉途中のバックドアを停止させるときのばたつきを抑制することができるドア開閉装置を提供することである。
本発明のドア開閉装置は、車両のバックドアを開閉させる駆動力を出力するモータと、前記モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータによって前記バックドアを自動で開閉させる自動開閉制御を実行し、前記制御部は、前記自動開閉制御の実行中に前記バックドアを停止させる停止指令を検出した場合、前記バックドアが停止するまで所定の減速度で前記バックドアの目標速度を減少させることを特徴とする。
上記ドア開閉装置において、前記所定の減速度は、前記バックドアの開度が前記自動開閉制御の目標停止開度に到達するときの前記バックドアの減速度よりも大きいことが好ましい。
上記ドア開閉装置において、前記所定の減速度は、前記車両の前後方向の傾斜に応じて異なることが好ましい。
上記ドア開閉装置において、前記所定の減速度は、環境温度に応じて異なることが好ましい。
本発明に係るドア開閉装置の制御部は、自動開閉制御の実行中にバックドアを停止させる停止指令を検出した場合、バックドアが停止するまで所定の減速度でバックドアの目標速度を減少させる。本発明に係るドア開閉装置によれば、バックドアを所定の減速度で減速させながら停止させることで、バックドアのばたつきを抑制することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係る車両の斜視図である。 図２は、実施形態に係るドア開閉装置の設置例を示す図である。 図３は、バックドアの全開状態を示す図である。 図４は、実施形態に係るドア開閉装置のドライブユニットの斜視図である。 図５は、実施形態に係るドライブユニットの断面図である。 図６は、実施形態に係る第一遊星歯車機構の分解斜視図である。 図７は、実施形態に係るセンサ機構の分解斜視図である。 図８は、実施形態に係る第二遊星歯車機構、第三遊星歯車機構、およびアームの分解斜視図である。 図９は、実施形態に係るロック機構のアンラッチ状態を示す要部平面図である。 図１０は、実施形態に係るロック機構のハーフラッチ状態を示す要部平面図である。 図１１は、実施形態に係るロック機構のフルラッチ状態を示す要部平面図である。 図１２は、実施形態に係るロック機構を示す正面図である。 図１３は、実施形態のオートオープン制御に係る目標速度マップである。 図１４は、実施形態のオートクローズ制御に係る目標速度マップである。 図１５は、実施形態のオートオープン制御からの停止動作を示す図である。 図１６は、実施形態のオートクローズ制御からの停止動作を示す図である。 図１７は、比較例に係る停止動作を示す図である。
以下に、本発明の実施形態に係るドア開閉装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施形態］
図１から図１７を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、ドア開閉装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の斜視図、図２は、実施形態に係るドア開閉装置の設置例を示す図、図３は、バックドアの全開状態を示す図である。
図１に示すドア開閉装置１は、車両１００のバックドア１０１を開閉する開閉装置である。本実施形態のドア開閉装置１は、ドライブユニット１０と、ＥＣＵ２０と、ロック機構３０とを含む。バックドア１０１は、車両本体１０３の後端開口を閉塞あるいは開放するドアである。バックドア１０１は、上方ヒンジのドアであり、車幅方向の水平軸周りに回動自在である。ロック機構３０は、バックドア１０１の全閉状態を維持してバックドア１０１の開放を規制する噛合機構を有している。ロック機構３０は、後述するように、ハーフラッチ状態からフルラッチ状態への切替え動作、およびフルラッチ状態からアンラッチ状態への切替え動作を実行するアクチュエータを有している。
ＥＣＵ２０は、ドライブユニット１０およびロック機構３０を制御する制御部としての機能を有している。本実施形態のＥＣＵ２０は、電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０は、演算部、記憶部、入出力部等を有する。
図２および図３に示すように、ドライブユニット１０は、車両１００内の上部に配置されている。図２および図３において、（ａ）は車両後部の全体図、（ｂ）は車両後部の部分拡大図である。バックドア１０１は、ヒンジ１０２およびブラケットＢ３によって回動自在に支持されている。ヒンジ１０２の一端はバックドア１０１に接続されている。ヒンジ１０２の他端は、ブラケットＢ３によって車両１００の幅方向の軸周りに回動自在に支持されている。図２には、バックドア１０１が車両本体１０３の後端開口を閉塞する位置（以下、「全閉位置」と称する。）にある全閉状態が示されている。図３には、バックドア１０１が可動範囲における最も開放側の位置（以下、「全開位置」と称する。）にある全開状態が示されている。ドライブユニット１０は、バックドア１０１を全閉位置から全開位置までの任意の位置に移動させることが可能である。図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ドライブユニット１０およびロック機構３０と通信可能なように電気的に接続されている。
図４に示すように、ドライブユニット１０は、モータ２と、出力軸３と、減速機構４と、アーム９とを有する。モータ２およびセンサ機構６には、車載電源から電力が供給される。図２および図３に示すように、ドライブユニット１０は、出力軸３の軸心が車両１００の幅方向に水平に延在する状態で車両１００の天井に取り付けられている。アーム９は、出力軸３と接続されており、出力軸３と一体回転する。アーム９には、ロッドＲの一端が接続されている。ロッドＲの他端は、ヒンジ１０２に接続されている。図２および図３に示すように、ロッドＲは、出力軸３とヒンジ１０２とを接続し、出力軸３の回転と連動してヒンジ１０２およびバックドア１０１を回動させる。
ここで、図４から図８を参照して、ドライブユニット１０の具体的構成について詳しく説明する。モータ２は、バックドア１０１を開閉する駆動力を発生する。モータ２は、収容部としての筒状のモータケース２０１を有する。モータケース２０１内には、回転子や電磁石等が収容されている。モータ２は、車載電源から供給される電力によって、回転軸にトルクを発生させる。モータ２の回転軸は、減速機構４を介して出力軸３に接続されている。減速機構４は、モータ２の回転を減速して出力軸３に伝達する。アーム９は、ボルトＶ５によって出力軸３に固定されており、出力軸３の中心軸線を回転中心として旋回する。
減速機構４は、第一遊星歯車機構５と、センサ機構６と、第二遊星歯車機構７と、第三遊星歯車機構８とを有する。第一遊星歯車機構５は、モータ２から入力される回転を減速して出力する。第一遊星歯車機構５は、図６に示すように、第一サンギア５０１、第一プラネタリーギア５０２、第一プラネタリーキャリア５０３、および第一リングギア５０４を有する。第一遊星歯車機構５は、筒状のギアケース５１０に収容されてユニット化されている。第一プラネタリーキャリア５０３は、ギアケース５１０に嵌合されて回転不能に固定されている。ギアケース５１０は、外周面に設けられた固定用耳部５１０ａが図示しないネジによりモータケース２０１に固定される。ギアケース５１０は、ギアケース５１０を車両本体１０３に固定するためのブラケットＢ１を有する。第一リングギア５０４は、センサ機構６のマグネットシャフト６０４と接続されている。
第一サンギア５０１は、モータ２の回転軸と接続されており、モータ２の回転軸と一体回転する。第一サンギア５０１が回転すると、第一プラネタリーギア５０２が回転する。第一プラネタリーキャリア５０３が回転不能であることから、第一プラネタリーギア５０２は定位置で自転する。従って、第一サンギア５０１に入力された回転は減速されて第一リングギア５０４からマグネットシャフト６０４に出力される。
センサ機構６は、ドライブユニット１０の作動状況を検出する。図７に示すように、センサ機構６は、ブレーキブッシュ６０１、ウェーブワッシャー６０２、ブレーキカバー６０３、マグネットシャフト６０４、マグネットリング６０５、カラー６０６、トレランスリング６０７、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance effect）センサ６０８、およびブッシュ６０９を有する。センサ機構６は、各構成要素がセンサケース６１０，６２０内に収容されてユニット化されている。センサケース６１０，６２０は、外周面に設けられた固定用耳部６１０ａ，６２０ａがボルトＶ１によってモータケース２０１にネジ止めされる。
ブレーキブッシュ６０１は、ウェーブワッシャー６０２を介してブレーキカバー６０３に装着されている。マグネットリング６０５は、マグネットシャフト６０４に嵌合されており、マグネットシャフト６０４と一体回転する。マグネットリング６０５は、平板のリング状の部材である。マグネットリング６０５には、周方向に沿ってＳ極とＮ極が交互に設けられている。ＧＭＲセンサ６０８は、センサケース６２０に固定されている。カラー６０６は、マグネットシャフト６０４における出力軸３側に形成された凹部に挿入される。カラー６０６の内側には、波形形状の凹凸を有するトレランスリング６０７が挿入される。トレランスリング６０７の内側に第二遊星歯車機構７を構成する第二サンギア７０２（図８参照）が挿入され、マグネットシャフト６０４との間にトレランスリング６０７を挟み込む。第二サンギア７０２は、トレランスリング６０７を介してマグネットシャフト６０４と接続され、マグネットシャフト６０４と一体回転する。ブッシュ６０９は、センサケース６２０と第二サンギア７０２との隙間を埋める。
マグネットリング６０５が回転すると、ＧＭＲセンサ６０８がマグネットリング６０５からの磁束密度の変化を検出してパルス信号を発生する。このパルス信号に基づいて、マグネットリング６０５の回転方向および回転速度が検出される。また、マグネットリング６０５の回転速度と第一遊星歯車機構５のギア比とに基づいて、モータ２の回転速度が算出される。
図８を参照して説明するように、第二遊星歯車機構７および第三遊星歯車機構８は、第二サンギア７０２に入力された回転を減速して出力する。第二遊星歯車機構７および第三遊星歯車機構８は、出力軸３と同軸上に配置されている。第二遊星歯車機構７は、リングギアカバー７０１、第二サンギア７０２、第二プラネタリーギア７０３、ピン７０４、および第二プラネタリーキャリア７０５を有する。第三遊星歯車機構８は、第三サンギア８０１、第三プラネタリーギア８０２、ピン８０３、第三プラネタリーキャリア８０４、スペーサ８０５、およびブッシュ８０６を有する。第二遊星歯車機構７の構成要素、および第三遊星歯車機構８の構成要素は、ギアケース７１０，８１０からなる筒状の収容部に収容されてユニット化されている。ギアケース７１０は、内周面に第二リングギア７１０ｂが形成されている。第二リングギア７１０ｂは、第二プラネタリーギア７０３および第三プラネタリーギア８０２のそれぞれと噛み合っている。すなわち、第二遊星歯車機構７および第三遊星歯車機構８は、第二リングギア７１０ｂを共有し、複合プラネタリを構成している。
リングギアカバー７０１は、ギアケース７１０に嵌合される。第二サンギア７０２は、上述したように、マグネットシャフト６０４に締結されている。つまり、第二遊星歯車機構７は、センサ機構６を介して第一遊星歯車機構５と接続されている。第二プラネタリーギア７０３は、ピン７０４を介して第二プラネタリーキャリア７０５よって回転自在に支持されている。第三サンギア８０１は、第二プラネタリーキャリア７０５に結合されている。第三プラネタリーギア８０２は、ピン８０３を介して第三プラネタリーキャリア８０４によって回転自在に支持されている。第三プラネタリーキャリア８０４は、出力軸３と接続されている。スペーサ８０５は、ギアケース７１０とギアケース８１０との隙間を埋める。ブッシュ８０６は、ギアケース８１０と出力軸３との隙間を埋める。
ギアケース７１０は、外周面に設けられた固定用耳部７１０ａがボルトＶ２によりセンサケース６２０に固定される。ギアケース８１０は、外周面に設けられた固定用耳部８１０ａがボルトＶ３によりギアケース７１０に固定される。ギアケース８１０には、ブラケットＢ２がボルトＶ４により固定されている。ブラケットＢ２は、ボルトによって車両本体１０３に固定される。
第二リングギア７１０ｂが回転不能であることから、第二サンギア７０２が回転すると、第二プラネタリーギア７０３が自転し、第二プラネタリーキャリア７０５が出力軸３の中心軸線周りに回転する。第三サンギア８０１は、第二プラネタリーキャリア７０５と共に回転する。第三サンギア８０１が回転すると、第三プラネタリーギア８０２が自転し、第三プラネタリーキャリア８０４が出力軸３の中心軸線周りに回転する。従って、センサ機構６のマグネットシャフト６０４から第二サンギア７０２に入力される回転は、第二プラネタリーギア７０３、第二プラネタリーキャリア７０５、第三サンギア８０１、第三プラネタリーギア８０２、および第三プラネタリーキャリア８０４を介して減速され、出力軸３に伝達される。
アーム９は、アーム部材９０１、アームスペーサ９０２、クッション９０３、およびシャフトロッド９０４を有する。アーム９は、基端部が出力軸３に接続される。アーム９の先端部は、図２および図３に示すように、ロッドＲおよびヒンジ１０２を介してバックドア１０１に接続される。アーム９は、モータ２から出力軸３に伝達された動力をロッドＲを介してヒンジ１０２に伝達する。
図８に示すように、アーム部材９０１の基端部には、アームスペーサ９０２が固定されている。アームスペーサ９０２は、環状の部材であり、溶接によってアーム部材９０１に固定される。アーム部材９０１の先端部には、クッション９０３を介してシャフトロッド９０４が接続される。シャフトロッド９０４には、図示しないクリップによってロッドＲが接続される。
図９から図１２を参照して、ロック機構３０について説明する。ロック機構３０は、バックドア１０１に配置されている。ロック機構３０は、車両本体１０３に配置されたストライカＳと係合することによってバックドア１０１をロックする。図９から図１１に示すように、ロック機構３０は、カバープレート３０１、ラッチ３０２、およびラチェット３０３を有する。ラッチ３０２およびラチェット３０３は、カバープレート３０１に設けられた凹状の収容部３０１ａに配置されている。カバープレート３０１は、ストライカＳが進入する進入溝３０１ｂを有する。ラッチ３０２は、ラッチ軸３０４によって回転自在に支持されている。ラッチ３０２は、バネによって図９から図１１の反時計回り方向（開放方向）に付勢されている。ラチェット３０３は、ラチェット軸３０５によって回転自在に支持されている。ラチェット３０３は、バネによって図９から図１１の時計回り方向に付勢されている。
ロック機構３０は、図９に示すアンラッチ状態、図１０に示すハーフラッチ状態、および図１１に示すフルラッチ状態に切り替わる。アンラッチ状態は、図９に示すように、ラッチ３０２の係合溝３０２ａがストライカＳと係合していない状態である。アンラッチ状態からバックドア１０１が閉方向に移動すると、ストライカＳが進入溝３０１ｂに進入してラッチ３０２のストライカ当接部３０２ｃに当接し、ラッチ３０２を係合方向に回転させる。図９から図１１において、ラッチ３０２の時計回りの回転方向が係合方向である。ラッチ３０２が係合方向に回転すると、図１０に示すように、ラッチ３０２の係合溝３０２ａがストライカＳと係合し、かつ爪部３０２ｂがラチェット３０３のラッチ噛み合い部３０３ａと噛み合うハーフラッチ状態となる。ハーフラッチ状態では、ラッチ３０２の開放方向（反時計回り方向）への回転がラッチ噛み合い部３０３ａによって規制される。
ハーフラッチ状態からラッチ３０２が更に係合方向に回転すると、図１１に示すように、ラチェット３０３のラッチ噛み合い部３０３ａがラッチ３０２のストライカ当接部３０２ｃと当接するフルラッチ状態となる。ロック機構３０がフルラッチ状態となると、バックドア１０１は全閉の状態になる。
ロック機構３０は、ハーフラッチ状態からフルラッチ状態への切替え、およびフルラッチ状態からアンラッチ状態への切替えを行う駆動機構３０６（図１２参照）を有する。駆動機構３０６は、モータ３０７およびセクタギア３０８を含む。セクタギア３０８は、回転自在に支持されており、モータ３０７の動力によって回転駆動される。セクタギア３０８は、回転する方向に応じて、ラッチレバー３０９（図９参照）の当接部３０９ａあるいはラチェット３０３の解除操作部３０３ｂ（図９参照）を押圧する。ラッチレバー３０９は、ラッチ３０２に固定されており、ラッチ３０２と共にラッチ軸３０４周りに回転する。当接部３０９ａは、円柱形状のピンであり、ラッチ軸３０４の方向に突出している。従って、セクタギア３０８によって当接部３０９ａが押圧されると、ラッチ３０２がラッチ軸３０４周りに回転する。解除操作部３０３ｂは、ラチェット３０３においてラチェット軸３０５の半径方向外側に突出した突出部である。セクタギア３０８は、図示しない伝達機構を介して解除操作部３０３ｂを押圧する。
ロック機構３０がハーフラッチ状態となっている場合に、モータ３０７がクローズ方向に回転すると、セクタギア３０８がラッチレバー３０９の当接部３０９ａに当接してラッチ３０２を係合方向に回転させる。これにより、ロック機構３０がフルラッチ状態に切り替わる。一方、ロック機構３０がフルラッチ状態である場合にモータ３０７がオープン方向に回転すると、セクタギア３０８が伝達機構を介してラチェット３０３の解除操作部３０３ｂを押圧してラチェット３０３を反時計回り方向に回転させる。これにより、ラチェット３０３のラッチ噛み合い部３０３ａとラッチ３０２との係合が解除され、ロック機構３０がアンラッチ状態に切り替わる。
図９から図１１に示すように、ロック機構３０は、ハーフスイッチ３１０を有する。ハーフスイッチ３１０は、ラッチ３０２がハーフラッチ位置にあることを検出するスイッチである。図１２に示すように、ロック機構３０は、クローズスイッチ３１１およびオープンスイッチ３１２を有する。クローズスイッチ３１１およびオープンスイッチ３１２は、セクタギア３０８の回転位置を検出する。クローズスイッチ３１１およびオープンスイッチ３１２の出力信号に基づいて、ラッチ３０２がアンラッチ位置またはフルラッチ位置にあること、およびセクタギア３０８が中立位置にあることが検出される。
次に、ドライブユニット１０によって実行される自動開閉制御について説明する。自動開閉制御は、ドライブユニット１０のモータ２によってバックドア１０１を自動で開閉させる制御である。自動開閉制御は、ＥＣＵ２０によって行われる。自動開閉制御は、バックドア１０１を自動的に開くオートオープン制御、およびバックドア１０１を自動的に閉じるオートクローズ制御を含む。ＥＣＵ２０は、オートオープン指令を検出すると、オートオープン制御を実行する。オートオープン指令は、バックドア１０１を自動的に開くことを要求する操作入力がユーザによってなされ、かつオートオープン条件が成立している場合に生成される。オートオープン条件は、オートオープン制御が許可される条件であり、例えば、車両１００が停止している条件を含む。
オートオープン制御は、バックドア１０１を予め定められた目標停止開度まで開く制御である。オートオープン制御は、全閉位置や中間開度の位置で停止しているバックドア１０１を開く制御である。ＥＣＵ２０は、オートオープン指令を検出した場合、ロック機構３０がフルラッチ状態またはハーフラッチ状態であれば、ロック機構３０をアンラッチ状態に切替える。ＥＣＵ２０は、ロック機構３０のアンラッチ状態を検出すると、モータ２をオープン方向に回転させてバックドア１０１を全開位置に向けて回動させる。ＥＣＵ２０は、センサ機構６から出力されるパルス信号に基づいてバックドア１０１の移動方向や移動速度、バックドア１０１の現在の開度を算出する。バックドア１０１の開度は、例えば、全閉位置の開度を基準として計算される。ＥＣＵ２０は、算出される開度が目標停止開度となるまでモータ２によってバックドア１０１を回動させる。目標停止開度は、典型的にはバックドア１０１の全開位置の開度であるが、これに代えてユーザによって指定された開度とされてもよい。
本実施形態のＥＣＵ２０は、図１３に示す目標速度マップに基づいてオートオープン制御におけるモータ２の回転速度を制御する。図１３において、横軸はバックドア１０１の位置（開度）、縦軸はバックドア１０１の目標移動速度である。バックドア１０１の移動速度は、例えば、バックドア１０１の下端部（最外周部）の移動速度である。なお、図１３の移動速度は、バックドア１０１の開方向へ向かう速度を正とする。バックドア１０１の実際の移動速度は、モータ２の回転速度、減速機構４のギア比、およびバックドア１０１の諸元に基づいて算出される。ＥＣＵ２０は、センサ機構６から出力されるパルス信号に基づいてバックドア１０１の現在の移動速度を算出する。ＥＣＵ２０は、モータ２の回転速度を目標速度に一致させるようにモータ２に流れる電流値を制御する。
図１３において、起動開始位置θｓは、オートオープン制御が開始されるドア位置であり、例えば、バックドア１０１の全閉位置である。目標停止開度θｔは、オートオープン制御において最終的にバックドア１０１を停止させる目標位置である。図１３に示すように、ドア位置には、加速領域Ａ１、定速領域Ｃ１、第一減速領域Ｄ１、および第二減速領域Ｄ２が設けられている。加速領域Ａ１は、オートオープン制御の開始時にバックドア１０１の移動速度を加速させていく領域である。加速領域Ａ１は、起動開始位置θｓから加速終了位置θ１までのドア位置の範囲である。起動開始位置θｓにおけるバックドア１０１の目標速度は第一速度Ｓ１である。加速領域Ａ１では、バックドア１０１の位置が開方向へ変化するに従って、目標速度が線型的に増加する。加速終了位置θ１における目標速度は第二速度Ｓ２である。
定速領域Ｃ１は、バックドア１０１の目標速度が一定値の領域である。定速領域Ｃ１は、加速領域Ａ１に続く領域であり、加速終了位置θ１から減速開始位置θ２までのドア位置の範囲である。定速領域Ｃ１におけるバックドア１０１の目標速度は、第二速度Ｓ２である。
第一減速領域Ｄ１および第二減速領域Ｄ２は、バックドア１０１の移動速度を減速させていく領域である。第一減速領域Ｄ１は、定速領域Ｃ１に続く領域であり、減速開始位置θ２から減速中間位置θ３までのドア位置の範囲である。第一減速領域Ｄ１では、バックドア１０１の位置が開方向へ変化するに従って、目標速度が第二速度Ｓ２から第三速度Ｓ３まで線型的に減少する。第二減速領域Ｄ２は、第一減速領域Ｄ１に続く領域であり、減速中間位置θ３から目標停止開度θｔまでのドア位置の範囲である。第二減速領域Ｄ２は、ＥＣＵ２０がバックドア１０１の速度を減速させながらバックドア１０１を目標停止開度θｔまで移動させる最終減速領域である。第二減速領域Ｄ２では、バックドア１０１の位置が開方向へ変化するに従って、目標速度が第三速度Ｓ３から第四速度Ｓ４まで線型的に減少する。バックドア１０１の位置（開度）が目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の目標速度は、第四速度Ｓ４である。第四速度Ｓ４は、第一速度Ｓ１よりも高速である。また、第二減速領域Ｄ２における減速度は、第一減速領域Ｄ１における減速度よりも大きい。言い換えると、第二減速領域Ｄ２における目標速度の傾きβ１は、第一減速領域Ｄ１における目標速度の傾きγ１よりも大きい。なお、目標速度の傾きは、横軸（ドア位置軸）に対する傾きであり、目標速度に変化がないときの傾きは０である。
ＥＣＵ２０は、オートクローズ指令を検出すると、オートクローズ制御を実行する。オートクローズ指令は、バックドア１０１を自動的に閉じることを要求する操作入力がユーザによってなされ、かつオートクローズ条件が成立している場合に生成される。オートクローズ指令は、オートクローズ制御が許可される条件であり、例えば、ロック機構３０がアンラッチ状態である条件を含む。オートクローズ制御は、バックドア１０１を予め定められた目標停止開度まで閉じる制御である。オートクローズ制御は、全開位置や中間開度の位置で停止しているバックドア１０１を閉じる制御である。オートクローズ制御において、ＥＣＵ２０は、モータ２をクローズ方向に回転させてバックドア１０１を全閉位置に向けて回動させる。
本実施形態のＥＣＵ２０は、図１４に示す目標速度マップに基づいてオートクローズ制御におけるモータ２の回転速度を制御する。図１４において、移動速度（縦軸）は、バックドア１０１の閉方向へ向かう速度を正とする。図１４の起動開始位置θｓは、オートクローズ制御が開始されるドア位置であり、例えば、バックドア１０１の全開位置である。目標停止開度θｔは、オートクローズ制御において最終的にバックドア１０１を停止させる目標位置である。本実施形態において、オートクローズ制御の目標停止開度θｔは、全閉位置である。図１４に示すように、ドア位置には、加速領域Ａ１１、定速領域Ｃ１１、第一減速領域Ｄ１１、および第二減速領域Ｄ１２が設けられている。加速領域Ａ１１は、オートクローズ制御の開始時にバックドア１０１の移動速度を加速させていく領域である。加速領域Ａ１１は、起動開始位置θｓから加速終了位置θ４までのドア位置の範囲である。起動開始位置θｓにおけるバックドア１０１の目標速度は第一速度Ｓ１１である。加速領域Ａ１１では、バックドア１０１の位置が閉方向へ変化するに従って、目標速度が線型的に増加する。加速終了位置θ４における目標速度は第二速度Ｓ１２である。
定速領域Ｃ１１は、バックドア１０１の目標速度が一定値の領域である。定速領域Ｃ１１は、加速領域Ａ１１に続く領域であり、加速終了位置θ４から減速開始位置θ５までのドア位置の範囲である。定速領域Ｃ１１におけるバックドア１０１の目標速度は、第二速度Ｓ１２である。
第一減速領域Ｄ１１および第二減速領域Ｄ１２は、バックドア１０１の移動速度を減速させていく領域である。第一減速領域Ｄ１１は、定速領域Ｃ１１に続く領域であり、減速開始位置θ５から減速中間位置θ６までのドア位置の範囲である。第一減速領域Ｄ１１では、バックドア１０１の位置が閉方向へ変化するに従って、目標速度が第二速度Ｓ１２から第三速度Ｓ１３まで線型的に減少する。第二減速領域Ｄ１２は、第一減速領域Ｄ１１に続く領域であり、減速中間位置θ６から目標停止開度θｔまでのドア位置の範囲である。第二減速領域Ｄ１２は、ＥＣＵ２０がバックドア１０１の速度を減速させながらバックドア１０１を目標停止開度θｔまで移動させる最終減速領域である。第二減速領域Ｄ１２では、バックドア１０１の位置が閉方向へ変化するに従って、目標速度が第三速度Ｓ１３から第四速度Ｓ１４まで線型的に減少する。バックドア１０１の位置（開度）が目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の目標速度は、第四速度Ｓ１４である。第四速度Ｓ１４は、第一速度Ｓ１１よりも低速である。第二減速領域Ｄ１２における減速度は、第一減速領域Ｄ１１における減速度よりも大きい。言い換えると、第二減速領域Ｄ１２における目標速度の傾きβ２は、第一減速領域Ｄ１１における目標速度の傾きγ２よりも大きい。
ＥＣＵ２０は、オートオープン制御やオートクローズ制御の実行中にバックドア１０１を停止させる停止指令を検出した場合、バックドア１０１を停止させる。ＥＣＵ２０は、ユーザによってなされるストップ＆ホールド操作を停止指令として検出する。ＥＣＵ２０は、オートオープン制御やオートクローズ制御の実行中に運転席やバックドア１０１に設けられたスイッチに対してスイッチ操作がなされると、このスイッチ操作をストップ＆ホールド操作として検出する。ＥＣＵ２０は、ストップ＆ホールド操作を検出すると、バックドア１０１を停止させる停止動作を行う。
本実施形態のＥＣＵ２０は、オートオープン制御やオートクローズ制御の実行中にストップ＆ホールド操作を検出した場合、バックドア１０１が停止するまで所定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。ＥＣＵ２０は、所定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減速させることにより、停止動作におけるバックドア１０１のばたつきを抑制する。
図１５を参照して、オートオープン制御からの停止動作について説明する。例えば、加速領域Ａ１内のドア位置θ１１でストップ＆ホールド操作が検出されたとする。この場合、ＥＣＵ２０は、矢印Ｙ１で示すように、バックドア１０１が停止するまで所定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。所定の減速度は、停止動作における目標速度の傾きがα１となる減速度である。ＥＣＵ２０は、オートオープン制御からの停止動作において一定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。ＥＣＵ２０は、定速領域Ｃ１内のドア位置θ１２、第一減速領域Ｄ１内のドア位置θ１３、および第二減速領域Ｄ２内のドア位置θ１４でストップ＆ホールド操作が検出された場合、それぞれ矢印Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４で示すように停止動作を行う。つまり、本実施形態のＥＣＵ２０は、領域Ａ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｄ２の何れの領域でストップ＆ホールド操作が検出された場合も同じ減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。
図１６を参照して、オートクローズ制御からの停止動作について説明する。例えば、加速領域Ａ１１内のドア位置θ２１でストップ＆ホールド操作が検出されたとする。この場合、ＥＣＵ２０は、矢印Ｙ５で示すように、バックドア１０１が停止するまで所定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。所定の減速度は、停止動作における目標速度の傾きがα２となる減速度である。ＥＣＵ２０は、オートクローズ制御からの停止動作において一定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。ＥＣＵ２０は、定速領域Ｃ１１内のドア位置θ２２、第一減速領域Ｄ１１内のドア位置θ２３、および第二減速領域Ｄ１２内のドア位置θ２４でストップ＆ホールド操作が検出された場合、それぞれ矢印Ｙ６，Ｙ７，Ｙ８で示すように停止動作を行う。つまり、本実施形態のＥＣＵ２０は、領域Ａ１１，Ｃ１１，Ｄ１１，Ｄ１２の何れの領域でストップ＆ホールド操作が検出された場合も同じ減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させる。
このように、本実施形態のＥＣＵ２０は、自動開閉制御（オートオープン制御、オートクローズ制御）の実行中に停止指令を検出すると、バックドア１０１が停止するまで所定の減速度でバックドア１０１の目標速度を減少させ、これによりバックドア１０１の実際の速度を所定の減速度で減少させる。これにより、以下に説明する比較例と比べてバックドア１０１を停止させる際のバックドア１０１のばたつきが抑制される。図１７には、比較例に係る停止動作が示されている。比較例では、ドア位置θ１１，θ１２，θ１３，θ１４においてストップ＆ホールド操作が検出されると、矢印Ｙ９からＹ１２に示すように目標速度が０に変更される。このように直ちにモータ出力をなくしてバックドア１０１の回転を停止させようとしても、バックドア１０１は慣性により急に停止できず、ばたつきが発生した後で停止する。バックドア１０１のばたつきが発生すると、ユーザからはバックドア１０１の動きが不安定に見えて違和感を覚える。
一方、本実施形態のＥＣＵ２０は、ストップ＆ホールド操作が検出されるとバックドア１０１の目標速度を所定の減速度で減少させる。このように減速期間が設けられることにより、バックドア１０１の動きが安定し、ばたつきが抑制される。所定の減速度は、バックドア１０１のばたつきを抑えながらバックドア１０１を速やかに停止させることができるように、予め適合実験やシミュレーション等の結果に基づいて定められる。所定の減速度は、例えば、ストップ＆ホールド操作が検出されてからバックドア１０１が停止するまでの所要時間やバックドア１０１の移動量が所定値以下となるように定められることが好ましい。これにより、ユーザ操作に対する応答性の向上とばたつきの抑制を両立させることができる。
また、本実施形態の所定の減速度は、バックドア１０１の開度が自動開閉制御の目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の減速度よりも大きい。図１５を参照して説明すると、オートオープン制御においてバックドア１０１の開度が目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の減速度は、第二減速領域Ｄ２の減速度である。この減速度は、傾きβ１に対応する。また、オートオープン制御からの停止動作における所定の減速度は、傾きα１に対応する。本実施形態では、傾きα１が傾きβ１よりも大きくなるように所定の減速度が定められている。このように所定の減速度の値が定められていることにより、オートオープン制御からの停止動作において、目標停止開度θｔよりも手前の位置でバックドア１０１を停止させることが可能となっている。
オートクローズ制御からの停止動作についても同様である。図１６に示すように、オートクローズ制御からの停止動作において、所定の減速度（傾きα２に対応）は、バックドア１０１の開度が目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の減速度（傾きβ２に対応）よりも大きい。よって、オートクローズ制御からの停止動作において、目標停止開度θｔよりも手前の位置でバックドア１０１を停止させることが可能となっている。
なお、オートオープン制御における所定の減速度（傾きα１に対応）と、オートクローズ制御における所定の減速度（傾きα２に対応）とは同じ値であっても異なる値であってもよい。
［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。所定の減速度は、車両１００の前後方向の傾斜に応じて異なる値に設定されてもよい。例えば、車両１００が上り勾配の箇所で停車している場合、平坦な箇所に停車している場合と比較して、バックドア１０１に対して作用する重力の閉方向の成分が小さく（または、開方向の成分が大きく）なる。上り勾配の傾斜により、オートオープン制御においては開動作に対する抵抗力が小さくなり、オートクローズ制御においては閉動作に対する抵抗力が大きくなる。そこで、停止動作におけるバックドア１０１のばたつきを抑制する観点から、オートオープン制御では、上り勾配の箇所で停車している場合の所定の減速度は、平坦な箇所に停車している場合の所定の減速度よりも小さな値であることが好ましい。更に、上り勾配の角度が大きい場合の所定の減速度は、上り勾配の角度が小さい場合の所定の減速度よりも小さな値とされてもよい。オートクローズ制御では、上り勾配の箇所で停車している場合の所定の減速度は、平坦な箇所に停車している場合の所定の減速度よりも大きな値であることが好ましい。更に、上り勾配の角度が大きい場合の所定の減速度は、上り勾配の角度が小さい場合の所定の減速度よりも大きな値とされてもよい。
一方、下り勾配の箇所で停車している場合、下り勾配の傾斜により、オートオープン制御においては開動作に対する抵抗力が大きくなり、オートクローズ制御においては閉動作に対する抵抗力が小さくなる。そこで、オートオープン制御では、下り勾配の箇所で停車している場合の所定の減速度は、平坦な箇所に停車している場合の所定の減速度よりも大きな値であることが好ましい。更に、下り勾配の角度が大きい場合の所定の減速度は、下り勾配の角度が小さい場合の所定の減速度よりも大きな値とされてもよい。オートクローズ制御では、下り勾配の箇所で停車している場合の所定の減速度は、平坦な箇所に停車している場合の所定の減速度よりも小さな値であることが好ましい。更に、下り勾配の角度が大きい場合の所定の減速度は、下り勾配の角度が小さい場合の所定の減速度よりも小さな値とされてもよい。
［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。所定の減速度は、車両１００の環境温度に応じて異なる値に設定されてもよい。例えば、車両本体１０３とバックドア１０１との間にダンパーが介在している場合、ダンパーの温度特性に応じて所定の減速度が可変とされてもよい。一例として、環境温度が高温である場合に低温である場合よりもダンパーの減衰力が小さくなるとする。この場合、環境温度が高温である場合の所定の減速度が低温である場合の所定の減速度よりも小さな値とされてもよい。常温に対して環境温度が高温となるに従って所定の減速度が減少していき、または環境温度が低温となるに従って所定の減速度が増加していくようにされてもよい。
［実施形態の第３変形例］
実施形態の第３変形例について説明する。オートオープン制御やオートクローズ制御からの停止動作において、停止動作の途中にバックドア１０１の減速度が変化してもよい。例えば、停止動作の進行に従ってバックドア１０１の減速度が増加してもよい。減速度の変化の仕方は、段階的なものであっても、曲線的なものであってもよい。なお、所定の減速度が変化するときの減速度の下限は、バックドア１０１の開度が目標停止開度θｔに到達するときのバックドア１０１の減速度よりも大きな値であることが好ましい。
上記の実施形態および各変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
１ ドア開閉装置
２ モータ
３ 出力軸
４ 減速機構
５ 第一遊星歯車機構
６ センサ機構
７ 第二遊星歯車機構
８ 第三遊星歯車機構
９ アーム
１０ ドライブユニット
２０ ＥＣＵ
３０ ロック機構
１００ 車両
１０１ バックドア
１０２ ヒンジ
１０３ 車両本体
３０１ カバープレート
３０１ａ 収容部
３０１ｂ 進入溝
３０２ ラッチ
３０２ａ 係合溝
３０２ｂ 爪部
３０２ｃ ストライカ当接部
３０３ ラチェット
３０３ａ ラッチ噛み合い部
３０４ ラッチ軸
３０５ ラチェット軸
３０６ 駆動機構
３０７ モータ
３０８ セクタギア
３０９ ラッチレバー
３０９ａ 当接部
３１０ ハーフスイッチ
３１１ クローズスイッチ
３１２ オープンスイッチ
５０１ 第一サンギア
５０２ 第一プラネタリーギア
５０３ 第一プラネタリーキャリア
５０４ 第一リングギア
５１０、７１０、８１０ ギアケース
５１０ａ、６１０ａ、６２０ａ、７１０ａ、８１０ａ 固定用耳部
６０１ ブレーキブッシュ
６０２ ウェーブワッシャー
６０３ ブレーキカバー
６０４ マグネットシャフト
６０５ マグネットリング
６０６ カラー
６０７ トレランスリング
６０８ ＧＭＲセンサ
６０９、８０６ ブッシュ
６１０、６２０ センサケース
７０１ リングギアカバー
７０２ 第二サンギア
７０３ 第二プラネタリーギア
７０４、８０３ ピン
７０５ 第二プラネタリーキャリア
７１０ｂ 第二リングギア
８０１ 第三サンギア
８０２ 第三プラネタリーギア
８０４ 第三プラネタリーキャリア
８０５ スペーサ
９０１ アーム部材
９０２ アームスペーサ
９０３ クッション
９０４ シャフトロッド
Ａ１，Ａ１１ 加速領域
Ｃ１，Ｃ１１ 定速領域
Ｄ１，Ｄ１１ 第一減速領域
Ｄ２，Ｄ１２ 第二減速領域
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ ブラケット
Ｒ ロッド
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５ ボルト
θｓ 起動開始位置
θｔ 目標停止開度

Claims (4)

  1. 車両のバックドアを開閉させる駆動力を出力するモータと、
    前記モータを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記モータによって前記バックドアを自動で開閉させる自動開閉制御を実行し、
    前記制御部は、前記自動開閉制御の実行中に前記バックドアを停止させる停止指令を検出した場合、前記バックドアが停止するまで所定の減速度で前記バックドアの目標速度を減少させる
    ことを特徴とするドア開閉装置。
  2. 前記所定の減速度は、前記バックドアの開度が前記自動開閉制御の目標停止開度に到達するときの前記バックドアの減速度よりも大きい
    請求項１に記載のドア開閉装置。
  3. 前記所定の減速度は、前記車両の前後方向の傾斜に応じて異なる
    請求項１または２に記載のドア開閉装置。
  4. 前記所定の減速度は、環境温度に応じて異なる
    請求項１から３の何れか１項に記載のドア開閉装置。
JP2015158416A 2015-08-10 2015-08-10 ドア開閉装置 Active JP6596734B2 (ja)

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