JP2888063B2 - 車両用ドアの開閉制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば乗用車のドア
の開閉を電気的に行う装置において、傾斜した場所にお
いても、開閉時の過負荷によるサーボ異常が生じないよ
うに、また、ドア駆動系の小形化をも図ることのできる
車両用ドアの開閉制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、観光バスあるいは路線バスにおけ
るドアの開閉は自動となっている。また、タクシーにお
いても後席左側のドアの開閉は自動で行われている。し
かしながら、タクシーのドアは自動ドアとは言え、運転
手の手動操作によって行われているのが現実である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近の乗用
車の高級化指向に伴って、乗用車のドアをサーボモータ
ーによって自動的に開閉させるようにしたら，との要請
がにわかに出始めている（特開昭５８−７６６６９号公
報参照）。サーボ系を応用して自動ドアを制作しようと
する場合、工作機械などと異なって精度はあまり要求さ
れないものの、反面、開閉動作時の安全性や確実性が特
に要求されることから、この要求に沿うような構成及び
制御プログラムの構築が必要である。この開閉制御時の
安全性やドア開閉の操作性を考慮した場合には、サーボ
系の動作をその開閉時の負荷状態などに応じて臨機応変
に変化させるような制御を行なうことが好ましいと言え
る。ところで、ドアの開閉をサーボ系を用いて行なおう
とする場合には、通常はこのサーボ系がドアの開閉力に
必要なトルクを発生する設定とするであろうが、サーボ
モータの容量が不足していれば、風や車両の傾斜等の影
響による外力が原因でそのサーボ系の制御が不能とな
り、サーボ異常が生じるという不具合が生じることにな
る。このようなことを勘案すれば、サーボモータの容量
は十分大きなものでなければならないが、小型軽量化の
要請からサーボモータの容量をむやみに大きくすること
は実際にはできない。また、大きなサーボモータをきめ
細かく制御するためのサーボアンプも高価なものが必要
となってしまう。

【０００４】本発明は、上記のような事情に鑑みて成さ
れたものであり、ドアを開閉するメインのサーボモータ
とこれを補助するモータを設け、過負荷によるサーボ異
常を来さないようにし、また、サーボ系の小形化を図る
ことのできる車両用ドアの開閉制御装置の提供を目的と
する。

【０００５】上記目的を達成するための本発明は、車両
のドアを自動開閉させる開閉制御装置であって、車両の
傾きを検出する傾き検出センサと、サーボ系で構成さ
れ、前記傾き検出センサの検出値によらず所定のトルク
で当該ドアを開閉駆動する駆動手段と、非サーボ系で構
成され、当該駆動手段の容量の不足分を補って前記ドア
を開閉駆動する補助駆動手段と、前記傾き検出センサか
ら出力されている信号に基づいて前記ドアの開閉に要す
るトルクを算出し、算出されたトルクのうち、前記所定
のトルクを前記駆動手段に発生させると共に、算出され
たトルクと前記所定のトルクとの差分のトルクを前記補
助駆動手段に発生させる駆動制御手段とを有することを
特徴とする。

【０００６】また、前記駆動手段はサーボ系により構成
され、前記補助駆動手段は非サーボ系で構成されている
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成した本発明は以下のように作用
する。傾き検出センサは車両の傾き，つまり車両の停車
姿勢を検出することになる。駆動制御手段はこの傾き検
出センサによって検出された傾きに基づいて、ドアの自
重によって生じるモーメント，すなわち、ドアの開閉に
要する増加分のトルクを算出し、補助駆動手段にこのト
ルクに相当するトルクを発生させる。

【０００８】したがって、補助駆動手段はこの傾斜によ
る増加分のトルクを発生させることになり、ドアの駆動
をメインで行なう駆動手段は、車両の停車姿勢に拘らず
に同一のトルクでドアを駆動すればよいことになり、駆
動手段を必要最低限の容量とすることができる。また、
補助駆動手段も増加分のトルクを出力することができる
容量で足りるので、ドアの駆動系の大きさを全体として
は縮小することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明にかかる車両用ドアの開閉
制御装置の制御系の概略構成図であり、図２は、ドアの
駆動系とこれに直接関連する制御系の概略構成図であ
る。ＤＣ電源１は、ドアの自動開閉を行なわせるための
電源であり、通常は車両に搭載されているバッテリーが
使用される。記憶装置２は、ドアの自動開閉のための動
作プログラムや後述する各種のセンサー等からの信号を
一時記憶するものである。ピッチ角検出センサ３は、車
両の前後方向の傾き角を検出するセンサである。ロール
角検出センサ４は、車両の左右方向の傾き角を検出する
センサである。これらのセンサは傾き検出センサとして
機能するものである。ドア開スイッチ６ａ，６ｂ及びド
ア閉スイッチ７ａ，７ｂは、車両のドアアウトサイドハ
ンドル及びドアインサイドハンドルにそれぞれ設けられ
ているものであり、ドアを自動開閉しようとする場合に
操作するスイッチである。

【００１０】ポテンショメーター５及び１５は、ドアの
開閉位置を検出するセンサーであり、現在ドアがその開
閉軌跡のどこに存在しているかを検出するものである。
なお、この検出はポテンショメーターによらずに後述す
るエンコーダーのパルス信号を用いても良い。リモコン
８は、主にドアの開閉を遠隔操作で行なうためのもので
あり、そこからの信号は車両に搭載されている受信器９
によって受信される。１枚のドアの開閉は４つの駆動手
段によって行われるようになっているが、本実施例では
サーボモーターを用いている。第１軸を駆動させる駆動
手段１０は、その軸を減速機１１を介して駆動するサー
ボモーター１２と、このサーボモータ１２の駆動を補助
する位置制御を行なわない普通のＤＣモータ１６と、ド
アの開閉状態を維持するブレーキ１３と、前述のポテン
ショメーター５と、主にドアの開閉速度を制御するため
のパルス信号を得るエンコーダー１４とから構成され
る。第２軸を駆動させる駆動手段２０も同様に、減速機
２１，サーボモーター２２，補助モータ２６，ブレーキ
２３，ポテンショメーター１５，エンコーダー２４とか
ら構成される。サーボモータ１２，２２は駆動手段とし
て機能し、モータ１６，２６は補助駆動手段として機能
する。

【００１１】それぞれの軸に独立して設けられている前
リミットスイッチ３０，３１及び後リミットスイッチ３
２，３３は制御不能に陥ったときにストッパーとして機
能するオーバーラン検出用のリミットスイッチである。
補助駆動手段として機能するモータ１６，２６を除くそ
れぞれの駆動手段１０または２０の動作は、ＤＣサーボ
ドライバー３５または４０によって制御される。一方、
モータ１６，２６はそれぞれ専用のＤＣドライバー３
７，４２によって制御される。また、ドアコントロール
ユニット４５は、各種のスイッチやセンサーからの入力
に基づいてドアの開閉を総括的に制御するものである。

【００１２】ドアの駆動機構の概略の構成は図２及び図
３に示すようになっている。ドア５０とボディー５１側
とはアーム５２によって連結されている。ドア５１側に
取り付けられた第１軸はアーム５２をこの軸を回転中心
として回動させるように働き、また、ドア５０に取り付
けられた第２軸もやはりアーム５２をこの軸を回転中心
として回動させるように働く。なお、このような駆動機
構は、図４（Ａ）に示すように車両の両側のドアに対し
てそれぞれ独立して設けられている。それぞれの軸はこ
のように動くから、それぞれの軸を回転させる速度や最
終的な回転位置をそれぞれ独自に設定することで、従来
とは異なる態様でのドアの開閉が可能となる。例えば、
図４（Ｂ）に示すような態様，すななわち車体と平行に
ドアを開くことも可能となり、このようにすれば、狭い
場所での乗降が非常に楽となる。なお、ドア５０の外周
面には図２に示すようにドアの閉止時の防水性を維持す
るウエザーストリップ５６が取り付けられている。ま
た、第１軸及び第２軸に設けられているサーボモーター
への電流はＤＣサーボドライバー３５，４０，３７，４
２からそれぞれ供給される。

【００１３】なお、図２においてはＤＣサーボドライバ
ーは一つだけ記載してあるが、実際には図１に示すよう
にそれぞれのサーボモータに対して独立して設けてあ
る。また、それぞれの軸に設けられているポテンショメ
ーターからの信号は、現在位置情報としてドアコントロ
ールユニット４５に入力される。なお、図２では便宜上
この信号がドアコントロールユニット４５に直接入力さ
れるようになっているが、実際には図１に示したように
ＤＣサーボドライバー３５，４０を介してこれに入力さ
れる。ＤＣサーボドライバー３５，４０からはドアコン
トロールユニット４５に向けて電機子電流情報，つまり
サーボモーターに供給されている電流情報が、またドア
コントロールユニット４５からはＤＣサーボドライバー
３５，４０に向けて停止あるいは続行の命令がそれぞれ
出力される。また、ドアコントロールユニット４５はＤ
Ｃドライバー３７及び４２に車両の傾きによって生じる
ドア開閉時の増加分のトルクを発生させるような電流を
モータ１６，２６に与えるように指令する。

【００１４】図５は、本発明にかかる車両用ドアの開閉
制御装置の制御系の詳細な構成を示した図であり、図１
に示したもののうち特に本発明に関連のある構成のみを
抽出したものである。この図において図１と同一の部材
には同一の符号を付し、その機能の説明は省略すること
にする。

【００１５】同図中ＡＭと付されているものは、補助駆
動手段として機能するモータ１６，２６を示している。
このモータ１６，２６は１軸アシスト用ドライバ（ＤＣ
サーボドライバーに等価）３７，２軸アシスト用ドライ
バ４２によって駆動される。ドアコントロールユニット
４５は、ピッチ角検出センサ３及びロール角検出センサ
４からの検出信号に基づいて、平坦路でのドアの開閉に
要するトルクよりも余分に必要となるトルクを算出し、
このトルクをそれぞれのモータ１６，２６に発生される
ために必要な電流の供給を１軸アシスト用ドライバ３７
及び２軸アシスト用ドライバ４２に指令する。

【００１６】このトルクの出力指令は図６に示すような
変換マトリックス処理部４５Ａによって行なわれる。つ
まり、図１に示したポテンショメータ５，１５によって
現在のドアの開き具合が入力され、また、前述のロール
角検出センサ及びピッチ角検出センサ３から車両の現在
のロール角及びピッチ角がそれぞれ入力される。さら
に、駆動するドアのドア重心座標，アーム重心座標，ド
ア重量，アーム重量がそれぞれ入力される。この重心座
標と重量とは、予め判っているものであるから、これら
の値は記憶装置２に記憶されている。変換マトリックス
処理部４５Ａは、これらの入力によって車両の傾斜によ
ってドアが受ける回転モーメントの大きさを算出するこ
とになる。変換マトリックス処理部４５Ａは、この回転
モーメントを１軸及び２軸のそれぞれの軸に振り分け、
１軸負荷トルク，２軸負荷トルクとして１軸アシスト用
ドライバ３７，２軸アシスト用ドライバ４２にそれぞれ
出力することになる。

【００１７】図７は、図６に示した装置の動作フローチ
ャートを示したものである。ドアコントロールユニット
４５は、ピッチ角検出センサ３及びロール角検出センサ
４から検出されているロール角及びピッチ角を入力し
（Ｓ１）、現在のドアの開閉位置を認識するためにポテ
ンショメータ５，１５から１軸及び２軸の角度を入力す
る（Ｓ２）。そして、これらの入力した値及び記憶装置
２に記憶されている前述のドア，アームの重心位置、重
量のデータに基づいて、傾斜によってドアの１軸回り及
び２軸回りにそれぞれ発生する回転モーメント力，すな
わち負荷トルクをそれぞれ演算する。つまり、傾斜によ
ってドアの開閉がどの程度重くなるかを１，２軸回りの
それぞれについて算出することになる（Ｓ３，Ｓ４）。
この状態でドア開スイッチ６ａ，６ｂまたはドア閉スイ
ッチ７ａ，７ｂのいずれかが操作された場合には、この
算出されている負荷トルクを発生させるように、１軸ア
シスト用ドライバ３７及び２軸アシスト用ドライバ４２
にその負荷トルク発生相当の電圧を出力する。これによ
って、１軸アシスト用ドライバ３７及び２軸アシスト用
ドライバ４２は、それぞれのモータ１６，２６に要求さ
れている負荷トルクを発生させるための電流を供給す
る。もちろんドア開閉時の車両の傾きが０であれば、こ
の供給電流は０である（Ｓ５，Ｓ６）。これと同時に、
ＤＣサーボドライバー３５，４０に目標値を出力してサ
ーボモータ１２，２２を駆動させてドアを開閉させる
（Ｓ７）。

【００１８】そして、再度Ｓ２と同様に１，２軸の角
度，つまりドアの開き具合を認識し、１，２軸の負荷ト
ルクを上記と同様に算出して、Ｓ５のステップに戻る
（Ｓ８〜Ｓ１０）。

【００１９】以上のように制御することで、サーボモー
タ１２，２２は車両の傾斜などに拘らずに常にドアの慣
性トルクのみが負荷トルクとなって、ドアの位置偏差を
車両の傾きがどうであれ、常に理論的に０とすることが
できる。

【００２０】また、サーボモータの大きさも傾斜などを
考慮して大きめの容量にしなくても良いことから、合計
４つのモータを使用するとは言え、制御用のアンプを含
め駆動系の大きさを全体としては小さくすることがで
き、小形化，軽量化を実現できる。

【００２１】この小型軽量化は、図８に示すように、サ
ーボモータ１２，２２とモータ１６，２６とを伝達手段
３４，４４で機械的に連結させ、上記の実施例のように
直結とせずに分離するようにすれば、レイアウトの自由
度も含めさらにこれを押し進めることができるようにな
る。また、この図８の実施例において２軸駆動用の補助
モータ２６を車体側に取り付ければ、ドアの重量を軽減
することができ、各モータの負荷を小さくすることがで
きる。

【００２２】以上の実施例においては、ドアの支持を２
軸で行なっているものを例示したが、本発明の装置を従
来の一点支持型のドアに適用することももちろん可能で
ある

【００２３】。

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、主に
駆動手段でドアの開閉をさせ、傾斜による負荷トルクの
増加分は補助駆動手段に受け持たせるようにしたので、
サーボ異常を起こすことがなく、また、ドアの開閉の安
定度を向上させることができるようになる。

【００２４】また、駆動手段の容量を必要以上に大きく
する必要がないので、駆動系の小型化を図ることがで
き、設計の自由度が向上することになる。特に、補助駆
動手段を非サーボ系とすることによってサーボアンプを
小型，廉価なものとすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる車両用ドアの開閉制御装置の
概略構成図である。

【図２】 同装置の駆動系の概略構成図である。

【図３】 同装置によって駆動されるドアの駆動機構の
概略構成図である。

【図４】 図２に示した駆動系の配置状態を示す図であ
り、（Ｂ）は、ドアの開閉動作の一態様を示す図であ
る。

【図５】 図１に示した装置のサーボモータを中心とす
る制御系の概略構成ブロック図である。

【図６】 図１に示したドアコントロールユニットの一
部の構成を示す図である。

【図７】 図６に示した装置の動作フローチャトであ
る。

【図８】 図２に示した装置の他の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

３…ピッチ角検出センサ（傾き検出センサ） ４…ロール角検出センサ（傾き検出センサ） １０，２０…駆動手段１６，２６…モータ（補助駆動手段） １２，２２…サーボモータ（駆動手段） ３５，４０…ＤＣサーボドライバ（駆動手段） ４５…ドアコントロールユニット（駆動制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E05F 15/10 - 15/12 B60J 1/17 E05F 11/54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のドアを自動開閉させる開閉制御装置
   であって、 当該車両の傾きを検出する傾き検出センサと、サーボ系で構成され、前記傾き検出センサの検出値によ
   らず所定のトルクで 当該ドアを開閉駆動する駆動手段
   と、非サーボ系で構成され、当該駆動手段の容量の不足分を
   補って 前記ドアを開閉駆動する補助駆動手段と、 前記傾き検出センサから出力されている信号に基づいて
   前記ドアの開閉に要するトルクを算出し、算出されたト
   ルクのうち、前記所定のトルクを前記駆動手段に発生さ
   せると共に、算出されたトルクと前記所定のトルクとの
   差分のトルクを前記補助駆動手段に発生させる駆動制御
   手段とを有することを特徴とする車両用ドアの開閉制御
   装置。