JP3055255B2

JP3055255B2 - 車両用ドアの開閉制御装置

Info

Publication number: JP3055255B2
Application number: JP3273827A
Authority: JP
Inventors: 朋彦野田; 宏行坂庭
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-10-22
Filing date: 1991-10-22
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH05112128A

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、乗員その他
の人間（以下「乗員等」という）が乗用車のドアをサー
ボモータなどの駆動手段の助けを借りて開閉する際に乗
員等の力加減に応じた操作感（または開閉感。以下同
様）が得られるような開閉制御を行うことができる車両
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
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が特に要求される
ことから、この要求に沿うような制御プログラムを構築
することが必要である。この開閉制御時の安全性を考慮
した場合には、スイッチのオンオフ操作によって開閉動
作が自動的に行われてしまうようにするよりも、手動の
みによる通常の手動ドアの操作感と同様に乗員等がドア
に加える力加減に応じた開閉動作を行うようにしたほう
が好ましいと言える。

【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、たとえば乗員等が乗用車のドアをサー
ボモータなどの駆動手段の助けを借りて開閉する際に乗
員等の力加減に応じた操作感が得られるような開閉制御
を行うことができる車両用ドアの開閉制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、車両のドアを開閉駆動する駆動手段を用い
て人間による前記ドアの開閉操作を補助する車両用ドア
の開閉制御装置であって、車室内および車室外に配置さ
れているドア開閉用ハンドルに設けられ、人間が前記ド
アを開閉する際に前記ドア開閉用ハンドルに加えた力を
検出する開閉力検出手段と、前記開閉力検出手段の出力
により、前記ドアの開閉動作が人間の力加減に応じて行
われるよう、前記駆動手段を制御する制御手段とを有す
ることを特徴とする。

【０００６】

【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。開閉力検出手段は、車両のドアを開閉するため車
室内外に配置されているドア開閉用ハンドルに設けられ
ている。この開閉力検出手段は、たとえば、乗員その他
の人間がドアを開閉しようとしてこのドア開閉用ハンド
ルに加えた力（開閉力）を検出する。制御手段は、この
開閉力検出手段の出力（開閉力）により、ドアの開閉動
作が乗員等の力加減に応じて行われるよう、つまり、検
出された開閉力に応じた速度でドアの開閉が行われるよ
う、駆動手段を制御する。

【０００７】このような制御が行われることによって、
ドアの開閉を乗員等の望む速度で、また、乗員等の望む
位置で、自由に開閉させたり停止させたりすることがで
きるようになるので、手動のみで行う開閉フィーリング
に近い操作感でドアの開閉を行えるようになる。

【０００８】

【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。

【０００９】ＤＣ電源１は、ドアの自動開閉を行わせる
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センサ等からの信号
を一時記憶するものである。ドア開用圧力センサ３ａ，
３ｂは、ドア開閉用ハンドルに取り付けられているもの
であり、乗員等がドアを開ける場合にこのハンドルに加
えた力を検出するものである。ドア閉用圧力センサ４
ａ，４ｂはやはりこのハンドルに設けられており、乗員
等がドアを閉じる場合にこのハンドルに加えた力を検出
するものである。これらセンサをこのような位置に設け
るのは、ドアの開閉指令を車室内あるいは車室外から行
う必要があるからである。ポテンショメータ５，１５
は、ドアの開閉位置を検出するセンサであり、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によらずに
後述するエンコーダ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。

【００１０】１枚のドアの開閉は２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
１２と、ドアの完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１４とから構成
されている。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２２、ブレーキ１３、ポ
テンショメータ１５、エンコーダ２４とから構成されて
いる。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および後リミットスイッチ３２，
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。駆
動手段１０，２０は、ＤＣサーボドライバ３５，４０に
よってそれぞれ制御される。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からの入力に基づいて
ドアの開閉を総合的に制御するものである。

【００１１】ドアの駆動機構の概略の構成は図２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
３（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。たとえば、図３
（Ｂ）に示すような態様で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。

【００１２】また、第１軸および第２軸に設けられてい
るサーボモータ１２，２２への電流はＤＣサーボドライ
バ３５，４０からそれぞれ供給される。なお、図２にお
いてはＤＣサーボドライバ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軸に対して独立し
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５，１５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３５，４０を介
してこれに入力される。ＤＣサーボドライバ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１２，２２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。

【００１３】図４は、開閉力検出手段として機能するド
ア開用圧力センサ３ａ，３ｂとドア閉用圧力センサ４
ａ，４ｂとの取り付け位置を示した図である。車室外に
は同図（Ａ）に示すような形状のドアハンドル６０がド
ア５０の外板部分に取り付けられている。このドアハン
ドル６０の外側部分にはドア５０を外側から閉めると
き、このドアハンドル６０に外側から加わる力を検出す
るドア閉用圧力センサ４ａが取り付けられている。ま
た、このドアハンドル６０の内側部分にはドア５０を外
側から開けるとき、このドアハンドル６０に内側から加
わる力を検出するドア開用圧力センサ３ａが取り付けら
れている。車室内には同図（Ｂ）に示すような形状のア
ームレスト６５が設けられているが、このアームレスト
６５にはドア開閉用取手６６が形成されている。このド
ア開閉用取手６６の開口部内側にはドア５０を車内から
閉めるとき、このドア開閉用取手６６の内側から加わる
力を検出するドア閉用センサ４ｂが取り付けられてい
る。また、このドア開閉用取手６６の開口部外側にはド
ア５０を車内から開けるとき、このドア開閉用取手６６
の外側から加わる力を検出するドア開用センサ３ｂが取
り付けられている。これらのセンサによって検出された
開閉力は電気信号に変換されて図１のドアコントロール
ユニット４５に出力される。

【００１４】以上のような構成を有する本発明にかかる
車両用ドアの制御装置は図５に示す動作フローチャート
に基づいて次のように動作することになる。

【００１５】まず、ドアコントロールユニット４５はド
ア開用圧力センサ３ａ，３ｂとドア閉用圧力センサ４
ａ，４ｂの４つのセンサによる検出値を入力する（Ｓ
１）。

【００１６】次に、ドアコントロールユニット４５はこ
の検出結果に基づいてドアの線加速度を算出する（Ｓ
２）。この線加速度の演算は、次の式に基づいて行う。

【００１７】上記の４つのセンサによって検出したドア
開方向とドア閉方向との力の和Ｆを、下記の式、Ｆ＝（Ｆ３ａ＋Ｆ３ｂ）−（Ｆ４ａ＋Ｆ４ｂ）によって計算する。ここで、Ｆ３ａはドア開用圧力セン
サ３ａによって検出されたドア開方向の力であり、Ｆ３
ｂはドア開用圧力センサ３ｂによって検出されたドア開
方向の力であり、Ｆ４ａはドア閉用圧力センサ４ａによ
って検出されたドア閉方向の力であり、Ｆ４ｂはドア閉
用圧力センサ４ｂによって検出されたドア閉方向の力で
ある。なお、この力の和Ｆが０に近いときには、閉方向
の力と開方向の力とが釣り合っている状態と見なされる
から、この和Ｆの値は０として扱う。そして、ドアの慣
性質量をＩとすると、ドアの加速度ａ（ｔ）は、下記の
式、ａ（ｔ）＝（Ｆ（ｔ）−Ｆ０）／Ｉによって求めることができる。なお、Ｆ０は仮想動摩擦
係数に基づく反力である。

【００１８】次に、Ｓ２のステップで求めた線加速度ａ
（ｔ）に基づいて目標座標を算出する（Ｓ３）。具体的
には、たとえば、ドアの任意の点（たとえば、ドア後
端）の位置をベクトルｒ＝（ｘ，ｙ）とし（以下「ｒ」
と略記し、座標（ｘ，ｙ）のベクトルを表すものとす
る）、そのドア後端の閉位置からの移動距離をｄとする
と、ｄは（１＋（ｄｙ／ｄｘ） ^２） ^１／２をｘについて
０からｘまで積分することによって求めることができ
る。ｔ＝ｔ０の時点での移動距離ｄおよび移動速度ｖを
それぞれｄ（ｔ０），ｖ（ｔ０）とすると、ｔ＝ｔ０＋
Δｔ（ただし、Δｔは微小時間である）の時点では、そ
れぞれ、ｄ（ｔ０＋Δｔ）＝ｄ（ｔ０）＋ｖ（ｔ０＋Δｔ）・Δ
ｔｖ（ｔ０＋Δｔ）＝ｖ（ｔ０）＋ａ（ｔ０）・Δｔが成り立つため、ｔ＝ｔ０＋Δｔの時点での移動距離ｄ
（ｔ０＋Δｔ）は、下記の式、ｄ（ｔ０＋Δｔ）＝ｄ（ｔ０）＋ｖ（ｔ０）・Δｔ＋ａ
（ｔ０）・（Δｔ） ^２によって求めることができる。し
たがって、この時点でのドアの後端座標（目標座標）
は、ｒ（ｄ（ｔ０＋Δｔ））となる。

【００１９】次のＳ４のステップでは、Ｓ３のステップ
で得られたドアの目標座標ｒから、各軸の目標値を算出
する。具体的には、ドア位置ｒに対する各軸の位置をこ
れらを成分とするベクトルｊとしてまとめて表現する
と、各軸の目標値は、ｊ（ｒ（ｄ（ｔ０＋Δｔ）））を
計算することによって得られることになる。ただし、Δ
ｔはドアコントロールユニット４５のサーボ周期であ
る。

【００２０】その後、ドアコントロールユニット４５は
ＤＣサーボドライバ３５，４０にＳ４のステップで得ら
れた目標値ｊを指示し、ＤＣサーボドライバ３５，４０
は各軸のサーボモータ１２，２２をそれぞれその指示通
りに駆動する（Ｓ５）。

【００２１】以上の動作はドアが完全に閉じるかまたは
開くまで上記所定のサーボ周期Δｔごとに演算されるこ
とになる（Ｓ６）。

【００２２】このような制御を行うことによって、たと
えば、ドアを閉める際にドアハンドル６０に取り付けら
れているドア閉用センサ４ａを通常の手動ドアを閉める
要領で押したとすると、予め設定されたドアの慣性質量
Ｉの大きさに応じて、最初は手の速度とほぼ等しい速度
で閉まり始め、徐々に減速して停止する。したがって、
その閉じ始めの速度が大きい場合にはドアが完全に閉じ
る位置まで徐々に減速しながら閉じ、その速度が小さい
ときには完全に閉じる前で停止する。まさに通常の手動
ドアの感覚で操作を行うことができるようになる。ま
た、閉じる途中でドアハンドル６０に手を入れてそれに
取り付けられているドア開用センサ３ａを所定の力で引
いたときには、ドアを開く方向の力が検出されるから、
この力加減に応じて閉じる速度を急に減少させたり、逆
に開く動作を行うようになる。この点においても、まさ
に通常の手動ドアの感覚であるといえる。

【００２３】なお、本実施例においては、ドア開用およ
びドア閉用の圧力センサ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂをドア
ハンドル６０等に取り付けたものを例示したが、ドアの
開閉力を正確に検出できる場所であればこれに限られな
いのはもちろんである。また、センサとしては圧力セン
サを例示したが、このセンサもドアの開閉力を検出でき
るものであれば、種々のものが適用可能であることはも
ちろんである。

【００２４】また、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が、本実施例
に示したような２軸型のドアにおいては、ドアの開閉軌
跡が定まらないことから手動操作が非常に難しくなるの
で、特にこの装置が必要となってくる。ドアの開閉軌跡
を予め定めておいて本発明の装置を使用するようにすれ
ば、２軸型ドアの実用性が向上することになる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、人間
がドア開閉用ハンドルに加えた力に応じてドアの開閉速
度などを制御するようにしたので、ドアを開閉しようと
する人間の力加減に応じた操作感が得られ、人間の感性
あるいは意思に合ったドアの開け閉めが可能となり、通
常の手動ドアと同様の操作感でドアの開閉をさせること
ができるようになる。

【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】（Ａ）は、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４】図１に示した装置におけるセンサの配置状態を
示した図である。

【図５】図１に示した装置の動作フローチャートであ
る。

【符号の説明】

３ａ，３ｂ…ドア開用圧力センサ（開閉力検出手段）４ａ，４ｂ…ドア閉用圧力センサ（開閉力検出手段）１０，２０…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（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60J 5/00 G05D 3/12 G05D 3/12 305 G05D 3/12 306

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のドアを開閉駆動する駆動手段を用
いて人間による前記ドアの開閉操作を補助する車両用ド
アの開閉制御装置であって、車室内および車室外に配置されているドア開閉用ハンド
ルに設けられ、人間が前記ドアを開閉する際に前記ドア
開閉用ハンドルに加えた力を検出する開閉力検出手段
と、前記開閉力検出手段の出力により、前記ドアの開閉動作
が人間の力加減に応じて行われるよう、前記駆動手段を
制御する制御手段と、を有することを特徴とする車両用ドアの開閉制御装置。