JP4118107B2 - 車両用自動開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動開閉装置に関し、特に、開閉部材を駆動する電動モータの駆動回路に適用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、スライドドア、ハッチゲート等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の側部に車両前後方向に開閉するスライドドアを設け、車両側方からの乗降や荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。
【０００３】
スライドドアは、開閉時に必要とされる開放スペースが小さくてすむため、比較的大きな開口部に適用されることが多く、スライドドア自体も大型化する傾向にある。そのため、その重量は重くなり、女性や子供ではその開閉を自在に行うことが困難な場合があった。特に坂道等では、スライドドアの自重により容易に開けられなかったり、急に閉まってしまうなどの問題があった。そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるように、スライドドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、その利便性から増加する傾向にある。
【０００４】
このような自動開閉装置としては、たとえばドラムやケーブル等を介してスライドドアに連結された電動モータを設け、この電動モータによりスライドドアを駆動するようにしたものが知られている。この場合、電動モータの作動は車室内等に設けられた開閉スイッチからの指令信号に応じて制御装置により制御されるようになっている。
【０００５】
制御装置には電動モータに対する電流制御を行うための駆動回路が設けられており、この駆動回路としては、たとえば特開平10-246061号公報に示されるように、所謂フルブリッジ回路（Ｈブリッジ回路）が用いられている。フルブリッジ回路は、それぞれ電源電圧が供給される電源端子と電動モータの一方の給電端子との間および電動モータの他方の給電端子と基準電位となるグランド端子との間に設けられた２つの開側のＦＥＴ（電解効果トランジスタ）と、電源端子と電動モータの他方の給電端子との間およびグランド端子と電動モータの一方の給電端子との間に設けられた２つの閉側のＦＥＴとを有しており、これらのＦＥＴは制御装置からゲート電圧が供給されることにより遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。そして、これらの４つのＦＥＴのうち、２つの開側のＦＥＴを同時にＯＮすることにより電動モータを開方向に作動させてスライドドアを開方向に移動させ、２つの閉側のＦＥＴを同時にＯＮすることにより電動モータを閉方向に作動させてスライドドアを閉方向に移動することができるようになっている。
【０００６】
このような自動開閉装置では、スライドドアが全開位置と全閉位置との中間位置において停止されたときには、車両が傾斜している場合であってもスライドドアが自重により移動することを防止するために、スライドドアに電動モータによる回生制動力を加えるようにしている。つまり、電動モータに対してグランド端子側に接続された２つのＦＥＴのみを同時にＯＮとして給電端子同士を短絡させ、スライドドアが移動したときには給電端子間に誘導電流を流して電動モータに回生制動力を発生させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置では、車速が検出されている場合や自動変速機のセレクトレバーがパーキング位置以外とされているとき、つまり車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがある場合には、スライドドアが電動モータにより自動的に開方向に作動されることを禁止して、乗員の安全を確保するようにしている。そして、このとき既にスライドドアが開いた状態であるときには、手動によりスライドドアを容易に閉じることができるように、駆動回路の各ＦＥＴをすべてＯＦＦとして、電動モータが発生する回生制動力を解除するようにしている。
【０００８】
しかし、電動モータによる回生制動が解除されるとスライドドアは閉方向のみならず開方向にも容易に移動することができるため、車両が急発進したり、傾斜地にある場合等には、スライドドアが開方向に移動される恐れがあった。
【０００９】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の安全性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記開閉部材に連結され、前記開閉部材を開方向と閉方向とに駆動する電動モータと、前記電動モータに設けられた一方の給電端子と他方の給電端子とに接続された短絡回路と、前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときに前記電動モータの開方向への作動を禁止する開方向作動禁止手段と、前記短絡回路に設けられ、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときに、前記電動モータが開方向に回転したときに発生する誘導電流を流し、前記電動モータが閉方向に回転したときに発生する誘導電流を遮断する整流手段とを有し、前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、前記開閉部材に開方向には回生制動力を加え、閉方向には回生制動力を加えないことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記車両の車速が検出されたとき、もしくは前記車両に設けられたセレクトレバーがパーキング位置以外とされたときに、前記開方向作動禁止手段が前記電動モータの開方向への作動を禁止することを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、それぞれ前記一方の給電端子と高電位側の電源端子とを接続する高電位側の開側接続回路および前記他方の給電端子と低電位側の電源端子とを接続する低電位側の開側接続回路に設けられ、前記低電位側の電源端子から前記高電位側の電源端子に向かう電流のみを流す整流機能を備えた２つの開側スイッチング素子を有する開側駆動回路と、それぞれ前記他方の給電端子と前記高電位側の電源端子とを接続する高電位側の閉側接続回路および前記一方の給電端子と前記低電位側の電源端子とを接続する低電位側の閉側接続回路とに設けられた２つの閉側スイッチング素子を有する閉側駆動回路とを備えたフルブリッジ回路を有し、前記高電位側の開側接続回路と前記高電位側の閉側接続回路もしくは前記低電位側の開側接続回路と前記低電位側の閉側接続回路とにより前記短絡回路が形成され、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときには、４つの前記スイッチング素子のうち、いずれか一方の前記閉側スイッチング素子のみを接続状態に切り換えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材を前記車両の側面に沿って車両前後方向に移動自在に装着したことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、車両が走行中あるいは走行を開始する恐れがあるときには、開閉部材は開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられないので、開方向への移動が抑制されるとともに閉方向には手動にて容易に移動させることができ、この車両用自動開閉装置の安全性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態であるパワースライドドア装置が装着された車両の概略を示す平面図であり、図２は図１に示すパワースライドドア装置の詳細を示す拡大図である。また、図３は、図１に示すパワースライドドア装置の制御体系を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、車両１１の側部には車両用自動開閉装置としてのパワースライドドア装置１２が設けられており、このパワースライドドア装置１２は車両１１に開閉自在に装着された開閉部材としてのスライドドア１３を有している。
【００１８】
図２に示すように、スライドドア１３には車両１１の後方側に突出するアーム１４が固定されており、このアーム１４の先端にはローラアッシィ１５が揺動自在に取り付けられている。このローラアッシィ１５は車両１１の側部に固定されたスライドレール１６に組み込まれており、このスライドレール１６に沿って車両１１の前後方向に移動自在となっている。また、スライドレール１６の車両後方端にはストッパゴム１７が設けられており、ローラアッシィ１５はこのストッパゴム１７に当接してその移動が規制されるようになっている。このような構造により、スライドドア１３は実線で示す全開位置と一点鎖線で示す全閉位置との間で車両１１の側面に沿って車両前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。さらに、スライドレール１６の車両前方端には曲部１６ａが形成されており、この曲部１６ａにローラアッシィ１５が案内されることによりスライドドア１３は車両１１の側面と同一面に収まるように車両１１の内側に引き込まれて閉じられるようになっている。そして、車室内に設けられたセカンドシート１８やサードシート１９に乗降する際や、荷物を載せる際などには、スライドドア１３は全開位置まで開けて使用される。
【００１９】
ローラアッシィ１５にはスライドレール１６の両端に設けられた反転プーリ２１，２２に掛け渡されて車両１１の前方側と後方側とに向けて案内されたケーブル２３が取り付けられており、このケーブル２３のいずれか一方側を引くことによってスライドドア１３の開閉動作が行われるようになっている。そして、このケーブル２３を駆動するために、このパワースライドドア装置１２にはスライドアクチュエータ２４が設けられている。スライドアクチュエータ２４はスライドレール１６の中央部近傍において車両１１に固定されており、ケーブル２３は反転プーリ２１，２２を介して車両前方側と後方側とからスライドアクチュエータ２４の内部に案内されるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、スライドアクチュエータ２４には電動モータ２５が設けられている。電動モータ２５には一対の給電端子２６，２７が設けられており、これらの給電端子２６，２７に直流電流が供給されることにより電動モータ２５は作動つまりその回転軸２５ａが回転するようになっている。そして、その回転方向はこれらの給電端子２６，２７に供給される直流電流の向きに応じて正転と逆転とに切り替えられるようになっている。回転軸２５ａには１０極に着磁された多極着磁磁石２８が固定されており、この多極着磁磁石２８の回転軌道近傍には互いに９０度の位相差をもって２つのホールＩＣ２９が設けられている。これらのホールＩＣ２９は多極着磁磁石２８が回転して磁界が変化する度にパルス信号を出力することができ、回転軸２５ａが１回転すると、ホールＩＣ２９からは位相が９０度ずれた１０周期分のパルス信号が出力されるようになっている。なお、ホールＩＣとは磁界の変化を電圧に変換するセンサである。
【００２１】
この電動モータ２５の出力は駆動ギヤ３１、大径スパーギヤ３２、小径スパーギヤ３３および従動ギヤ３４を介して出力軸３５に伝達されるようになっている。つまり、駆動ギヤ３１は回転軸２５ａに固定されており、この駆動ギヤ３１は大径スパーギヤ３２に噛み合わされ、この大径スパーギヤ３２と同軸且つ一体的に回転するように形成された小径スパーギヤ３３は出力軸３５に固定された従動ギヤ３４と噛み合わされている。これにより、回転軸２５ａの回転は減速して出力軸３５に伝達されるようになっている。
【００２２】
スライドアクチュエータ２４にはドラム３６が回転自在に設けられており、このドラム３６は出力軸３５に固定されてこの出力軸３５と一体に回転するようになっている。ドラム３６の外周面には図示しない螺旋状の案内溝が形成されており、スライドアクチュエータ２４に案内されたケーブル２３は案内溝に沿ってドラム３６に複数回巻き付けられている。したがって、スライドドア１３はケーブル２３、ドラム３６、出力軸３５およびギヤ３１〜３４を介して電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されている。そして、電動モータ２５を正転つまり開方向に回転させてドラム３６を図３において時計回りとなる開方向に回転させると、車両後方側のケーブル２３がドラム３６に巻き取られてスライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全開位置へ向かって移動することになる。逆に、電動モータ２５を逆転つまり閉方向に回転させてドラム３６を図３において反時計回りとなる閉方向に回転させると、車両前方側のケーブル２３がドラム３６に巻き取られてスライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全閉位置へ向かって移動することになる。このように、電動モータ２５はスライドドア１３を開方向と閉方向とに駆動するようになっている。また、スライドドア１３は電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されているので、スライドドア１３が開方向に移動されるとその移動に連動して回転軸２５ａが正転され、スライドドア１３が閉方向に移動するとその移動に連動して回転軸２５ａは逆転されることになる。
【００２３】
ドラム３６の側面には１０極に着磁された多極着磁磁石３７が装着されており、この多極着磁磁石３７の回転軌道近傍にはホールＩＣ３８が設けられている。このホールＩＣ３８は多極着磁磁石３７が回転して磁界が変化する度にパルス信号を出力することができ、ドラム３６が１回転すると、ホールＩＣ３８からは１０周期分のパルス信号が出力されるようになっている。また、ドラム３６と２つの反転プーリ２１，２２との間にはそれぞれテンショナ４１，４２が設けられており、ケーブル２３の弛みを取ってその張力を常に一定範囲に維持できるようになっている。
【００２４】
車両１１には、図示しないエンジン等の原動機の出力を変速して図示しない駆動輪に伝達する図示しない自動変速機が設けられており、車室内にはこの自動変速機の変速操作部４３が設けられている。周知のように、変速操作部４３はセレクトレバー４４を有しており、運転者はこのセレクトレバー４４を操作することにより、走行レンジＤ、後退レンジＲ、ニュートラルレンジＮおよびパーキングレンジＰ等を選択することができるようになっている。また、変速操作部４３にはレンジ検出センサ４５が設けられており、このレンジ検出センサ４５によりセレクトレバー４４によりいずれのレンジが選択されているかを検出することができるようになっている。
【００２５】
このスライドアクチュエータ２４には、電動モータ２５に供給する電流を制御してスライドドア１３の開閉動作を制御するために、制御ユニット５１（以下ＥＣＵ５１とする）が設けられている。図３に示すように、このＥＣＵ５１は、制御信号を演算するマイクロプロセッサ５２（以下ＣＰＵ５２とする。）と、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納されるＲＯＭ５３と、一時的にデータを格納するＲＡＭ５４およびＩ／Ｏポート５５を有している。
【００２６】
ＥＣＵ５１には、Ｉ／Ｏポート５５において、ホールＩＣ２９，３８、図示しないスライドドア開閉スイッチ（以下開閉スイッチとする）、レンジ検出センサ４５および車速センサ５６（たとえば、図示しない自動変速機の図示しない出力軸の回転数を検出し、この回転数から車両の車速を演算する。）が接続されている。そして、ＥＣＵ５１は、ホールＩＣ２９から入力されるパルス信号の周期に基づいて電動モータ２５の回転速度つまりスライドドア１３の移動速度を検出することができ、これらのパルス信号の出現タイミングを基に電動モータ２５の回転方向つまりスライドドア１３の移動方向を検出することができるようになっている。また、ＥＣＵ５１はホールＩＣ３８から入力されるパルス信号によりドラム３６の回転角度を解析し、この回転角度に基づいてスライドドア１３の位置を検出することができるようになっている。これは、多極着磁磁石３７は、ＥＣＵ５１にスライドドア１３の基準位置を認識させる基準パルス信号をホールＩＣ３８に発生させるように着磁されており、この基準パルス信号に基づいたスライドドア１３の基準位置からパルス信号を増減することによって行われる。なお、基準位置としてはスライドドア１３の全開位置や全閉位置としてもよく、複数の基準位置を設けてもよい。なお、このホールＩＣ３８に限らず、レゾルバやロータリーエンコーダなどを用いて、スライドドア１３の位置を検出するようにしてもよい。さらに、ＥＣＵ５１は、レンジ検出センサ４５からの入力信号によりセレクトレバー４４の位置を検出することができ、また、車速センサ５６からの入力信号により車両１１の車速を検出することができるようになっている。
【００２７】
また、ＥＣＵ５１には電動モータ２５を駆動するための駆動回路６１が設けられており、この駆動回路６１を介して電動モータ２５の制御を行うようになっている。
【００２８】
図４は図３に示す駆動回路の詳細を示す回路図である。この駆動回路６１は車両１１に搭載されたバッテリ６２の高電位側に接続される高電位側の電源端子としての正電源電圧端子６３と基準電位となる低電位側の電源端子としてのグランド端子６４との間に設けられたフルブリッジ回路となっており、電動モータ２５を正転させるための開側駆動回路６５と逆転させるための閉側駆動回路６６とを有している。
【００２９】
開側駆動回路６５は電動モータ２５の一方の給電端子２６と正電源電圧端子６３とを接続する高電位側の開側接続回路６７および電動モータ２５の他方の給電端子２７とグランド端子６４とを接続する低電位側の開側接続回路６８とを有しており、これらの開側接続回路６７，６８にはそれぞれ開側スイッチング素子としてのパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７１，７２（以下ＦＥＴ７１，７２とする。）が設けられている。これらのＦＥＴ７１，７２はそれぞれゲート７１ａ，７２ａを有しており、これらのゲート７１ａ，７２ａはＣＰＵ５２に接続されている。そして、これらのゲート７１ａ，７２ａにＣＰＵ５２からゲート電圧が供給されることにより、ＦＥＴ７１，７２は遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。また、整流手段としてのこれらのＦＥＴ７１，７２は整流機能（図３においては便宜上ダイオード７３，７４として記載する。）を備えており、ゲート電圧が供給されないときであっても、グランド端子６４から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、つまりＦＥＴ７１においては給電端子２６から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、ＦＥＴ７２においてはグランド端子６４から給電端子２７に向かう電流のみを流すことができるようになっている。そして、開側駆動回路６５は、これらのＦＥＴ７１，７２が同時にＯＮとされることにより正電源電圧端子６３と給電端子２６および給電端子２７とグランド端子６４を接続して、給電端子２６から給電端子２７に向く直流電流を電動モータ２５に供給して電動モータ２５を正転させることができるようになっている。なお、本実施の形態においては、開側スイッチング素子として整流機能を備えたパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７１，７２を用いているが、これに限らず、整流機能を備えないスイッチング部材とこのスイッチング部材に並列に接続されたダイオードとにより閉側スイッチング素子を構成するなど、同様の機能を有するものであればよい。
【００３０】
一方、閉側駆動回路６６は電動モータ２５の他方の給電端子２７と正電源電圧端子６３とを接続する高電位側の閉側接続回路７５および電動モータ２５の一方の給電端子２６とグランド端子６４とを接続する低電位側の閉側接続回路７６とを有しており、これらの閉側接続回路７５，７６にはそれぞれ閉側スイッチング素子としてのパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７，７８（以下ＦＥＴ７７，７８とする。）が設けられている。これらのＦＥＴ７７，７８はそれぞれゲート７７ａ，７８ａを有しており、これらのゲート７７ａ，７８ａはＣＰＵ５２に接続されている。そして、これらのゲート７７ａ，７８ａにＣＰＵ５２からゲート電圧が供給されることにより、ＦＥＴ７７，７８は遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。また、これらのＦＥＴ７７，７８は整流機能（図３においては便宜上ダイオード８１，８２として記載する。）を備えており、ゲート電圧が供給されないときであっても、グランド端子６４から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、つまりＦＥＴ７７においては給電端子２７から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、ＦＥＴ７８においてはグランド端子６４から給電端子２６に向かう電流のみを流すことができるようになっている。なお、閉側駆動回路６６に設けられるＦＥＴ７７，７８としては整流機能を備えていないものを用いてもよい。そして、閉側駆動回路６６は、これらのＦＥＴ７７，７８が同時にＯＮとされることにより正電源電圧端子６３と給電端子２７および給電端子２６とグランド端子６４を接続して、給電端子２７から給電端子２６に向く直流電流を電動モータ２５に供給して電動モータ２５を逆転させることができるようになっている。なお、本実施の形態においては、閉側スイッチング素子としては、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７，７８に限らず、各接続回路７５，７６を遮断状態と接続状態とに切り替えることができるものであれば、他のスイッチング部材やスイッチング素子としてもよい。
【００３１】
ＣＰＵ５２はＩ／Ｏポート５５から入力される各入力信号をＲＯＭ５３に格納された制御プログラムに従って演算した結果に基づいて各ＦＥＴ７１，７２，７７，７８に所定のパターンでゲート電圧を供給するようになっており、これにより電動モータ２５の駆動制御が行われるようになっている。
【００３２】
図５（ａ）はスライドドアを自動開作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図であり、図５（ｂ）はスライドドアを自動閉作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図である。また、図６は自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【００３３】
次に、このような構造のパワースライドドア装置１２の作動について説明する。
【００３４】
スライドドア１３が全閉状態のときに運転者により開閉スイッチが操作され、ＥＣＵ５１にスライドドア１３を開方向に作動させる旨の指令信号が入力されると、ＥＣＵ５１はスライドドア１３を自動開作動させることになる。この自動開作動は以下の手順で行われる。
【００３５】
まず、ＥＣＵ５１は、図５（ａ）に示すように、駆動回路６１の開側駆動回路６５に設けられたＦＥＴ７１，７２を同時にＯＮとして電動モータ２５を正転つまり開方向に作動させてドラム３６を開方向に回転させる。これにより、ケーブル２３の車両後方側がドラム３６に巻き上げられ、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全開位置に向けて移動を開始する。このとき、ＥＣＵ５１はホールＩＣ２９からのパルス信号によるスライドドア１３の移動方向と移動速度の検出を開始し、また、ホールＩＣ３８からのパルス信号によるスライドドア１３の位置の検出を開始する。そして、スライドドア１３が全開位置にまで移動したことを検出すると、ＦＥＴ７１，７２は同時にＯＦＦに切り替えられて電動モータ２５が停止される。
【００３６】
逆に、スライドドア１３が全開状態のときに運転者により開閉スイッチが操作され、ＥＣＵ５１にスライドドア１３を閉方向に作動させる旨の指令信号が入力されると、ＥＣＵ５１はスライドドア１３を自動閉作動させることになる。この自動閉作動は以下の手順で行われる。
【００３７】
まず、ＥＣＵ５１は、図５（ｂ）に示すように、駆動回路６１の閉側駆動回路６６に設けられたＦＥＴ７７，７８を同時にＯＮとして電動モータ２５を逆転つまり閉方向に作動させてドラム３６を閉方向に回転させる。これにより、ケーブル２３の車両前方側がドラム３６に巻き上げられ、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全閉位置に向けて移動を開始する。このとき、ＥＣＵ５１はホールＩＣ２９からのパルス信号によるスライドドア１３の移動方向と移動速度の検出を開始し、また、ホールＩＣ３８からのパルス信号によるスライドドア１３の位置の検出を開始する。そして、スライドドア１３が全閉位置にまで移動すると、ＦＥＴ７７，７８は同時にＯＦＦに切り替えられて電動モータ２５は停止される。なお、スライドドア１３が自動開作動もしくは自動閉作動にて開閉作動しているときに再度開閉スイッチを操作することにより、このスライドドア１３を全開位置と全閉位置との間の中間位置に停止させることができる。このように、このパワースライドドア装置１２は、開閉スイッチの操作によりスライドドア１３を開方向と閉方向とに自動的に開閉することができる。
【００３８】
このパワースライドドア装置１２は、車両１１が走行中もしくは走行を開始する恐れがある場合には、ＥＣＵ５１は自動開作動禁止モードを設定して電動モータ２５の開方向への作動つまりスライドドア１３の自動開作動を禁止するようになっている。この自動開作動禁止モードは、車速センサ５６により車両１１の車速が検出されたとき、つまり、車両１１の車速が所定値以上となって車両が走行中であることが検出されたとき、もしくはレンジ検出センサ４５によりセレクトレバー４４がパーキング位置つまりパーキングレンジＰ以外を選択していることが検出されたときに、開方向作動禁止手段としてのＥＣＵ５１により設定されるようになっている。
【００３９】
そして、この自動開作動禁止モードが設定された状態において、スライドドア１３の位置が全開位置と全閉位置との間の中間位置となったときには、ＥＣＵ５１は、図６に示すように、駆動回路６１のＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとするようになっている。また、ＥＣＵ５１は自動開作動禁止モードを設定したときには、開閉スイッチが開方向に操作されても駆動回路６１をＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとした状態を維持して、スライドドア１３の自動開作動を行わないようにしている。なお、本実施の形態においては、スライドドア１３が中間位置となったときに駆動回路６１のＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとするようにしているが、これに限らず、スライドドア１３が全開位置のときに設定するようにしてもよい。
【００４０】
ここで、駆動回路６１には、低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とにより給電端子２６と給電端子２７とを接続つまり短絡する短絡回路としてのループ回路８３が形成されることになる。そして、自動開作動禁止モードが設定されたときには、ＦＥＴ７８のみがＯＮとされ、他のＦＥＴ７１，７２，７７がＯＦＦとされることにより、ループ回路８３は、給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう方向の電流を流し、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう方向の電流を流さないようになる。つまり、整流手段としてのＦＥＴ７２は整流機能を備えているため、ＯＦＦとされたときには、ループ回路８３に給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう方向の電流を流し、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう方向の電流は遮断するのである。このとき、ＦＥＴ７８はＯＮとされていずれの方向にも電流を流す状態であるので、ループ回路８３に流れる電流の方向はＦＥＴ７２の整流機能によってのみ制御されることになる。したがって、電動モータ２５の各給電端子２６，２７は、給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう電流に対しては短絡された状態つまり閉じた状態となり、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう電流に対しては開放された状態つまり開いた状態となる。
【００４１】
また、スライドドア１３は電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されているので、スライドドア１３が開閉方向に移動されると、その移動に連動して回転軸２５ａが開閉方向に回転されることになる。このとき、電動モータ２５の各給電端子２６，２７が互いに接続つまり短絡されている場合には、回転軸２５ａが開方向に回転されると各給電端子２６，２７間に誘導起電力が生じて給電端子２７から電動モータ２５を介して給電端子２６に向かう誘導電流が発生し、回転軸２５ａが閉方向に回転されると各給電端子２６，２７間に誘導起電力が生じて給電端子２６から電動モータを介して給電端子２７に向かう誘導電流が発生することになる。
【００４２】
したがって、自動開作動禁止モードが設定されているときに、スライドドア１３が中間位置から開方向に移動したとき、つまり電動モータ２５が開方向に回転したときに発生する誘導電流の流れる方向に対してループ回路８３は短絡されているので、ループ回路８３に誘導電流が流れることになる。そして、ループ回路８３に誘導電流が流れることにより電動モータ２５はスライドドア１３の開方向への移動を抑制する方向に回生制動力を発生し、スライドドア１３は開方向には電動モータ２５の回生制動力が加えられてその移動が抑制されることになる。
【００４３】
一方、自動開作動禁止モードが設定されているときにスライドドア１３が中間位置から閉方向に移動されたとき、つまり電動モータ２５が閉方向に回転したときに発生する誘導電流の流れる方向に対してループ回路８３は開いているので、ループ回路８３に誘導電流は流れない。そして、スライドドア１３が閉方向に移動されたときには、ループ回路８３はに誘導電流が流れないので、電動モータ２５による回生制動力は発生せず、スライドドアは容易に移動することができる状態とされる。つまり、自動開作動禁止モードが設定されたときには、スライドドア１３は開方向には回生制動力が加えられてその移動が抑制された状態とされるが、閉方向には回生制動力が加えられずに容易に移動させることができる状態とされるのである。
【００４４】
なお、ＦＥＴ７７，７８は整流機能を有しているので、電動モータ２５の各給電端子２６，２７は、閉側駆動回路６６によりグランド端子６４から電動モータ２５を経て正電源電圧端子６３に向かう電流に対しては短絡された状態つまり閉じた状態となる。しかし、スライドドア１３が手動操作や自重等により閉方向に移動したときの電動モータ２５の回転数は無負荷回転数にまで達することは殆どないため、発生する誘導起電力もバッテリ６２の電圧値を越えることがない。したがって、この部分の電位差により誘導電流はＦＥＴ７７を経て正電源電圧端子６３に向かうことはなく、電流回路的には各給電端子２６，２７は実質的に開かれた状態となる。
【００４５】
このように、このパワースライドドア装置１２では、自動開作動禁止モードが設定されたとき、つまり車両１１が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、中間位置にあるスライドドア１３は、開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられない。したがって、車両１１が走行中もしくは走行する恐れがあるときに中間位置にて開いた状態となったスライドドア１３は、車両１１が急発進したり前上がりの傾斜地にあるときであっても容易に開方向に移動することがない、つまり車両１１が発進する際の加速度やスライドドアの自重によりスライドドア１３が開方向に移動してスライドドア１３が開放されることが抑制される。また、自動開作動禁止モードが設定されたときであっても、スライドドア１３は閉方向に移動する際には回生制動力が加えられないので、乗員等がこのスライドドア１３を手動にて閉じる場合には容易に移動されることになり、このパワースライドドア装置１２の安全性を向上させることができる。
【００４６】
なお、自動開作動禁止モードが設定されているときであっても、開閉スイッチの閉側が操作された場合には、ＥＣＵ５１は駆動回路６１のＦＥＴ７７とＦＥＴ７８とを同時にＯＮとし、ＦＥＴ７１とＦＥＴ７２とを同時にＯＦＦとして、スライドドア１３を自動閉作動により全閉位置に向けて移動することになる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本実施の形態おいては、開閉部材を車両１１の側面に沿って車両前後方向に開閉するスライドドア１３としているが、これに限らず、たとえば、車両１１の後端部にヒンジを介して開閉自在に装着されたバックドアとするなど、他の開閉部材としてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、短絡回路を低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とにより形成されたループ回路８３としているが、これに限らず、図７に示すように、高電位側の開側接続回路６７と高電位側の閉側接続回路７５とにより短絡回路としてのループ回路８４を形成し、自動開作動禁止モードが設定されたときには４つのＦＥＴ７１，７２，７７，７８のうち閉側のスイッチング素子としてのＦＥＴ７７のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７８をＯＦＦとするようにしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施の形態においては、車速が検出されたとき、もしくはセレクトレバー４４がパーキング位置以外を選択したときに自動開作動禁止モードが設定されるようにしているが、これに限らず、たとえば車両に設けられたパーキングブレーキが解除されたときなど、他の条件を検出して設定するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、開閉部材は、開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられないので、開いた状態となった開閉部材は車両が急発進したり前上がりの傾斜地にあるときであっても容易に開方向に移動することがなく、また、乗員等がこの開閉部材を手動にて容易に閉じることができることになり、この車両用自動開閉装置の安全性が向上されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワースライドドア装置が装着された車両の概略を示す平面図である。
【図２】図１に示すパワースライドドア装置の詳細を示す拡大図である。
【図３】図１に示すパワースライドドア装置の制御体系を示す説明図である。
【図４】図３に示す駆動回路の詳細を示す回路図である。
【図５】（ａ）はスライドドアを自動開作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図であり、（ｂ）はスライドドアを自動閉作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【図６】自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【図７】自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ パワースライドドア装置
１３ スライドドア
１４ アーム
１５ ローラアッシィ
１６ スライドレール
１６ａ 曲部
１７ ストッパゴム
１８ セカンドシート
１９ サードシート
２１，２２ 反転プーリ
２３ ケーブル
２４ スライドアクチュエータ
２５ 電動モータ
２５ａ 回転軸
２６，２７ 給電端子
２８ 多極着磁磁石
２９ ホールＩＣ
３１ 駆動ギヤ
３２ 大径スパーギヤ
３３ 小径スパーギヤ
３４ 従動ギヤ
３５ 出力軸
３６ ドラム
３７ 多極着磁磁石
３８ ホールＩＣ
４１，４２ テンショナ
４３ 変速操作部
４４ セレクトレバー
４５ レンジ検出センサ
５１ 制御ユニット（ＥＣＵ）
５２ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ Ｉ／Ｏポート
５６ 車速センサ
６１ 駆動回路
６２ バッテリ
６３ 正電源電圧端子
６４ グランド端子
６５ 開側駆動回路
６６ 閉側駆動回路
６７ 高電位側の開側接続回路
６８ 低電位側の開側接続回路
７１，７２ パワーＭＯＳ・ＦＥＴ
７１ａ，７２ａ ゲート
７３，７４ ダイオード
７５ 高電位側の閉側接続回路
７６ 低電位側の閉側接続回路
７７，７８ パワーＭＯＳ・ＦＥＴ
７７ａ，７８ａ ゲート
８１，８２ ダイオード
８３，８４ ループ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動開閉装置に関し、特に、開閉部材を駆動する電動モータの駆動回路に適用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、ドア、スライドドア、ハッチゲート等、車両に開閉自在に装着された開閉部材が随所に設けられている。特に、ワゴン車やワンボックス車等では、車両の側部に車両前後方向に開閉するスライドドアを設け、車両側方からの乗降や荷物の積み下ろし等を容易に行い得るようにしたものが多く見受けられる。
【０００３】
スライドドアは、開閉時に必要とされる開放スペースが小さくてすむため、比較的大きな開口部に適用されることが多く、スライドドア自体も大型化する傾向にある。そのため、その重量は重くなり、女性や子供ではその開閉を自在に行うことが困難な場合があった。特に坂道等では、スライドドアの自重により容易に開けられなかったり、急に閉まってしまうなどの問題があった。そこで、ワンボックス車等のファミリーユースが増加している状況の下、女性や子供でも容易に開閉できるように、スライドドアの自動開閉装置を搭載した車両が登場し、その利便性から増加する傾向にある。
【０００４】
このような自動開閉装置としては、たとえばドラムやケーブル等を介してスライドドアに連結された電動モータを設け、この電動モータによりスライドドアを駆動するようにしたものが知られている。この場合、電動モータの作動は車室内等に設けられた開閉スイッチからの指令信号に応じて制御装置により制御されるようになっている。
【０００５】
制御装置には電動モータに対する電流制御を行うための駆動回路が設けられており、この駆動回路としては、たとえば特開平10-246061号公報に示されるように、所謂フルブリッジ回路（Ｈブリッジ回路）が用いられている。フルブリッジ回路は、それぞれ電源電圧が供給される電源端子と電動モータの一方の給電端子との間および電動モータの他方の給電端子と基準電位となるグランド端子との間に設けられた２つの開側のＦＥＴ（電解効果トランジスタ）と、電源端子と電動モータの他方の給電端子との間およびグランド端子と電動モータの一方の給電端子との間に設けられた２つの閉側のＦＥＴとを有しており、これらのＦＥＴは制御装置からゲート電圧が供給されることにより遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。そして、これらの４つのＦＥＴのうち、２つの開側のＦＥＴを同時にＯＮすることにより電動モータを開方向に作動させてスライドドアを開方向に移動させ、２つの閉側のＦＥＴを同時にＯＮすることにより電動モータを閉方向に作動させてスライドドアを閉方向に移動することができるようになっている。
【０００６】
このような自動開閉装置では、スライドドアが全開位置と全閉位置との中間位置において停止されたときには、車両が傾斜している場合であってもスライドドアが自重により移動することを防止するために、スライドドアに電動モータによる回生制動力を加えるようにしている。つまり、電動モータに対してグランド端子側に接続された２つのＦＥＴのみを同時にＯＮとして給電端子同士を短絡させ、スライドドアが移動したときには給電端子間に誘導電流を流して電動モータに回生制動力を発生させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような自動開閉装置では、車速が検出されている場合や自動変速機のセレクトレバーがパーキング位置以外とされているとき、つまり車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがある場合には、スライドドアが電動モータにより自動的に開方向に作動されることを禁止して、乗員の安全を確保するようにしている。そして、このとき既にスライドドアが開いた状態であるときには、手動によりスライドドアを容易に閉じることができるように、駆動回路の各ＦＥＴをすべてＯＦＦとして、電動モータが発生する回生制動力を解除するようにしている。
【０００８】
しかし、電動モータによる回生制動が解除されるとスライドドアは閉方向のみならず開方向にも容易に移動することができるため、車両が急発進したり、傾斜地にある場合等には、スライドドアが開方向に移動される恐れがあった。
【０００９】
本発明の目的は、車両用自動開閉装置の安全性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動開閉装置は、車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、前記開閉部材に連結され、前記開閉部材を開方向と閉方向とに駆動する電動モータと、前記電動モータに設けられた一方の給電端子と他方の給電端子とに接続された短絡回路と、前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときに前記電動モータの開方向への作動を禁止する開方向作動禁止手段と、前記短絡回路に設けられ、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときに、前記電動モータが開方向に回転したときに発生する誘導電流を流し、前記電動モータが閉方向に回転したときに発生する誘導電流を遮断する整流手段とを有し、前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、前記開閉部材に開方向には回生制動力を加え、閉方向には回生制動力を加えないことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記車両の車速が検出されたとき、もしくは前記車両に設けられたセレクトレバーがパーキング位置以外とされたときに、前記開方向作動禁止手段が前記電動モータの開方向への作動を禁止することを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用自動開閉装置は、それぞれ前記一方の給電端子と高電位側の電源端子とを接続する高電位側の開側接続回路および前記他方の給電端子と低電位側の電源端子とを接続する低電位側の開側接続回路に設けられ、前記低電位側の電源端子から前記高電位側の電源端子に向かう電流のみを流す整流機能を備えた２つの開側スイッチング素子を有する開側駆動回路と、それぞれ前記他方の給電端子と前記高電位側の電源端子とを接続する高電位側の閉側接続回路および前記一方の給電端子と前記低電位側の電源端子とを接続する低電位側の閉側接続回路とに設けられた２つの閉側スイッチング素子を有する閉側駆動回路とを備えたフルブリッジ回路を有し、前記高電位側の開側接続回路と前記高電位側の閉側接続回路もしくは前記低電位側の開側接続回路と前記低電位側の閉側接続回路とにより前記短絡回路が形成され、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときには、４つの前記スイッチング素子のうち、いずれか一方の前記閉側スイッチング素子のみを接続状態に切り換えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用自動開閉装置は、前記開閉部材を前記車両の側面に沿って車両前後方向に移動自在に装着したことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、車両が走行中あるいは走行を開始する恐れがあるときには、開閉部材は開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられないので、開方向への移動が抑制されるとともに閉方向には手動にて容易に移動させることができ、この車両用自動開閉装置の安全性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態であるパワースライドドア装置が装着された車両の概略を示す平面図であり、図２は図１に示すパワースライドドア装置の詳細を示す拡大図である。また、図３は、図１に示すパワースライドドア装置の制御体系を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、車両１１の側部には車両用自動開閉装置としてのパワースライドドア装置１２が設けられており、このパワースライドドア装置１２は車両１１に開閉自在に装着された開閉部材としてのスライドドア１３を有している。
【００１８】
図２に示すように、スライドドア１３には車両１１の後方側に突出するアーム１４が固定されており、このアーム１４の先端にはローラアッシィ１５が揺動自在に取り付けられている。このローラアッシィ１５は車両１１の側部に固定されたスライドレール１６に組み込まれており、このスライドレール１６に沿って車両１１の前後方向に移動自在となっている。また、スライドレール１６の車両後方端にはストッパゴム１７が設けられており、ローラアッシィ１５はこのストッパゴム１７に当接してその移動が規制されるようになっている。このような構造により、スライドドア１３は実線で示す全開位置と一点鎖線で示す全閉位置との間で車両１１の側面に沿って車両前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。さらに、スライドレール１６の車両前方端には曲部１６ａが形成されており、この曲部１６ａにローラアッシィ１５が案内されることによりスライドドア１３は車両１１の側面と同一面に収まるように車両１１の内側に引き込まれて閉じられるようになっている。そして、車室内に設けられたセカンドシート１８やサードシート１９に乗降する際や、荷物を載せる際などには、スライドドア１３は全開位置まで開けて使用される。
【００１９】
ローラアッシィ１５にはスライドレール１６の両端に設けられた反転プーリ２１，２２に掛け渡されて車両１１の前方側と後方側とに向けて案内されたケーブル２３が取り付けられており、このケーブル２３のいずれか一方側を引くことによってスライドドア１３の開閉動作が行われるようになっている。そして、このケーブル２３を駆動するために、このパワースライドドア装置１２にはスライドアクチュエータ２４が設けられている。スライドアクチュエータ２４はスライドレール１６の中央部近傍において車両１１に固定されており、ケーブル２３は反転プーリ２１，２２を介して車両前方側と後方側とからスライドアクチュエータ２４の内部に案内されるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、スライドアクチュエータ２４には電動モータ２５が設けられている。電動モータ２５には一対の給電端子２６，２７が設けられており、これらの給電端子２６，２７に直流電流が供給されることにより電動モータ２５は作動つまりその回転軸２５ａが回転するようになっている。そして、その回転方向はこれらの給電端子２６，２７に供給される直流電流の向きに応じて正転と逆転とに切り替えられるようになっている。回転軸２５ａには１０極に着磁された多極着磁磁石２８が固定されており、この多極着磁磁石２８の回転軌道近傍には互いに９０度の位相差をもって２つのホールＩＣ２９が設けられている。これらのホールＩＣ２９は多極着磁磁石２８が回転して磁界が変化する度にパルス信号を出力することができ、回転軸２５ａが１回転すると、ホールＩＣ２９からは位相が９０度ずれた１０周期分のパルス信号が出力されるようになっている。なお、ホールＩＣとは磁界の変化を電圧に変換するセンサである。
【００２１】
この電動モータ２５の出力は駆動ギヤ３１、大径スパーギヤ３２、小径スパーギヤ３３および従動ギヤ３４を介して出力軸３５に伝達されるようになっている。つまり、駆動ギヤ３１は回転軸２５ａに固定されており、この駆動ギヤ３１は大径スパーギヤ３２に噛み合わされ、この大径スパーギヤ３２と同軸且つ一体的に回転するように形成された小径スパーギヤ３３は出力軸３５に固定された従動ギヤ３４と噛み合わされている。これにより、回転軸２５ａの回転は減速して出力軸３５に伝達されるようになっている。
【００２２】
スライドアクチュエータ２４にはドラム３６が回転自在に設けられており、このドラム３６は出力軸３５に固定されてこの出力軸３５と一体に回転するようになっている。ドラム３６の外周面には図示しない螺旋状の案内溝が形成されており、スライドアクチュエータ２４に案内されたケーブル２３は案内溝に沿ってドラム３６に複数回巻き付けられている。したがって、スライドドア１３はケーブル２３、ドラム３６、出力軸３５およびギヤ３１〜３４を介して電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されている。そして、電動モータ２５を正転つまり開方向に回転させてドラム３６を図３において時計回りとなる開方向に回転させると、車両後方側のケーブル２３がドラム３６に巻き取られてスライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全開位置へ向かって移動することになる。逆に、電動モータ２５を逆転つまり閉方向に回転させてドラム３６を図３において反時計回りとなる閉方向に回転させると、車両前方側のケーブル２３がドラム３６に巻き取られてスライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全閉位置へ向かって移動することになる。このように、電動モータ２５はスライドドア１３を開方向と閉方向とに駆動するようになっている。また、スライドドア１３は電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されているので、スライドドア１３が開方向に移動されるとその移動に連動して回転軸２５ａが正転され、スライドドア１３が閉方向に移動するとその移動に連動して回転軸２５ａは逆転されることになる。
【００２３】
ドラム３６の側面には１０極に着磁された多極着磁磁石３７が装着されており、この多極着磁磁石３７の回転軌道近傍にはホールＩＣ３８が設けられている。このホールＩＣ３８は多極着磁磁石３７が回転して磁界が変化する度にパルス信号を出力することができ、ドラム３６が１回転すると、ホールＩＣ３８からは１０周期分のパルス信号が出力されるようになっている。また、ドラム３６と２つの反転プーリ２１，２２との間にはそれぞれテンショナ４１，４２が設けられており、ケーブル２３の弛みを取ってその張力を常に一定範囲に維持できるようになっている。
【００２４】
車両１１には、図示しないエンジン等の原動機の出力を変速して図示しない駆動輪に伝達する図示しない自動変速機が設けられており、車室内にはこの自動変速機の変速操作部４３が設けられている。周知のように、変速操作部４３はセレクトレバー４４を有しており、運転者はこのセレクトレバー４４を操作することにより、走行レンジＤ、後退レンジＲ、ニュートラルレンジＮおよびパーキングレンジＰ等を選択することができるようになっている。また、変速操作部４３にはレンジ検出センサ４５が設けられており、このレンジ検出センサ４５によりセレクトレバー４４によりいずれのレンジが選択されているかを検出することができるようになっている。
【００２５】
このスライドアクチュエータ２４には、電動モータ２５に供給する電流を制御してスライドドア１３の開閉動作を制御するために、制御ユニット５１（以下ＥＣＵ５１とする）が設けられている。図３に示すように、このＥＣＵ５１は、制御信号を演算するマイクロプロセッサ５２（以下ＣＰＵ５２とする。）と、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納されるＲＯＭ５３と、一時的にデータを格納するＲＡＭ５４およびＩ／Ｏポート５５を有している。
【００２６】
ＥＣＵ５１には、Ｉ／Ｏポート５５において、ホールＩＣ２９，３８、図示しないスライドドア開閉スイッチ（以下開閉スイッチとする）、レンジ検出センサ４５および車速センサ５６（たとえば、図示しない自動変速機の図示しない出力軸の回転数を検出し、この回転数から車両の車速を演算する。）が接続されている。そして、ＥＣＵ５１は、ホールＩＣ２９から入力されるパルス信号の周期に基づいて電動モータ２５の回転速度つまりスライドドア１３の移動速度を検出することができ、これらのパルス信号の出現タイミングを基に電動モータ２５の回転方向つまりスライドドア１３の移動方向を検出することができるようになっている。また、ＥＣＵ５１はホールＩＣ３８から入力されるパルス信号によりドラム３６の回転角度を解析し、この回転角度に基づいてスライドドア１３の位置を検出することができるようになっている。これは、多極着磁磁石３７は、ＥＣＵ５１にスライドドア１３の基準位置を認識させる基準パルス信号をホールＩＣ３８に発生させるように着磁されており、この基準パルス信号に基づいたスライドドア１３の基準位置からパルス信号を増減することによって行われる。なお、基準位置としてはスライドドア１３の全開位置や全閉位置としてもよく、複数の基準位置を設けてもよい。なお、このホールＩＣ３８に限らず、レゾルバやロータリーエンコーダなどを用いて、スライドドア１３の位置を検出するようにしてもよい。さらに、ＥＣＵ５１は、レンジ検出センサ４５からの入力信号によりセレクトレバー４４の位置を検出することができ、また、車速センサ５６からの入力信号により車両１１の車速を検出することができるようになっている。
【００２７】
また、ＥＣＵ５１には電動モータ２５を駆動するための駆動回路６１が設けられており、この駆動回路６１を介して電動モータ２５の制御を行うようになっている。
【００２８】
図４は図３に示す駆動回路の詳細を示す回路図である。この駆動回路６１は車両１１に搭載されたバッテリ６２の高電位側に接続される高電位側の電源端子としての正電源電圧端子６３と基準電位となる低電位側の電源端子としてのグランド端子６４との間に設けられたフルブリッジ回路となっており、電動モータ２５を正転させるための開側駆動回路６５と逆転させるための閉側駆動回路６６とを有している。
【００２９】
開側駆動回路６５は電動モータ２５の一方の給電端子２６と正電源電圧端子６３とを接続する高電位側の開側接続回路６７および電動モータ２５の他方の給電端子２７とグランド端子６４とを接続する低電位側の開側接続回路６８とを有しており、これらの開側接続回路６７，６８にはそれぞれ開側スイッチング素子としてのパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７１，７２（以下ＦＥＴ７１，７２とする。）が設けられている。これらのＦＥＴ７１，７２はそれぞれゲート７１ａ，７２ａを有しており、これらのゲート７１ａ，７２ａはＣＰＵ５２に接続されている。そして、これらのゲート７１ａ，７２ａにＣＰＵ５２からゲート電圧が供給されることにより、ＦＥＴ７１，７２は遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。また、整流手段としてのこれらのＦＥＴ７１，７２は整流機能（図３においては便宜上ダイオード７３，７４として記載する。）を備えており、ゲート電圧が供給されないときであっても、グランド端子６４から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、つまりＦＥＴ７１においては給電端子２６から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、ＦＥＴ７２においてはグランド端子６４から給電端子２７に向かう電流のみを流すことができるようになっている。そして、開側駆動回路６５は、これらのＦＥＴ７１，７２が同時にＯＮとされることにより正電源電圧端子６３と給電端子２６および給電端子２７とグランド端子６４を接続して、給電端子２６から給電端子２７に向く直流電流を電動モータ２５に供給して電動モータ２５を正転させることができるようになっている。なお、本実施の形態においては、開側スイッチング素子として整流機能を備えたパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７１，７２を用いているが、これに限らず、整流機能を備えないスイッチング部材とこのスイッチング部材に並列に接続されたダイオードとにより閉側スイッチング素子を構成するなど、同様の機能を有するものであればよい。
【００３０】
一方、閉側駆動回路６６は電動モータ２５の他方の給電端子２７と正電源電圧端子６３とを接続する高電位側の閉側接続回路７５および電動モータ２５の一方の給電端子２６とグランド端子６４とを接続する低電位側の閉側接続回路７６とを有しており、これらの閉側接続回路７５，７６にはそれぞれ閉側スイッチング素子としてのパワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７，７８（以下ＦＥＴ７７，７８とする。）が設けられている。これらのＦＥＴ７７，７８はそれぞれゲート７７ａ，７８ａを有しており、これらのゲート７７ａ，７８ａはＣＰＵ５２に接続されている。そして、これらのゲート７７ａ，７８ａにＣＰＵ５２からゲート電圧が供給されることにより、ＦＥＴ７７，７８は遮断状態つまりＯＦＦから接続状態つまりＯＮに切り替えられるようになっている。また、これらのＦＥＴ７７，７８は整流機能（図３においては便宜上ダイオード８１，８２として記載する。）を備えており、ゲート電圧が供給されないときであっても、グランド端子６４から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、つまりＦＥＴ７７においては給電端子２７から正電源電圧端子６３に向かう電流のみ、ＦＥＴ７８においてはグランド端子６４から給電端子２６に向かう電流のみを流すことができるようになっている。なお、閉側駆動回路６６に設けられるＦＥＴ７７，７８としては整流機能を備えていないものを用いてもよい。そして、閉側駆動回路６６は、これらのＦＥＴ７７，７８が同時にＯＮとされることにより正電源電圧端子６３と給電端子２７および給電端子２６とグランド端子６４を接続して、給電端子２７から給電端子２６に向く直流電流を電動モータ２５に供給して電動モータ２５を逆転させることができるようになっている。なお、本実施の形態においては、閉側スイッチング素子としては、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ７７，７８に限らず、各接続回路７５，７６を遮断状態と接続状態とに切り替えることができるものであれば、他のスイッチング部材やスイッチング素子としてもよい。
【００３１】
ＣＰＵ５２はＩ／Ｏポート５５から入力される各入力信号をＲＯＭ５３に格納された制御プログラムに従って演算した結果に基づいて各ＦＥＴ７１，７２，７７，７８に所定のパターンでゲート電圧を供給するようになっており、これにより電動モータ２５の駆動制御が行われるようになっている。
【００３２】
図５（ａ）はスライドドアを自動開作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図であり、図５（ｂ）はスライドドアを自動閉作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図である。また、図６は自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【００３３】
次に、このような構造のパワースライドドア装置１２の作動について説明する。
【００３４】
スライドドア１３が全閉状態のときに運転者により開閉スイッチが操作され、ＥＣＵ５１にスライドドア１３を開方向に作動させる旨の指令信号が入力されると、ＥＣＵ５１はスライドドア１３を自動開作動させることになる。この自動開作動は以下の手順で行われる。
【００３５】
まず、ＥＣＵ５１は、図５（ａ）に示すように、駆動回路６１の開側駆動回路６５に設けられたＦＥＴ７１，７２を同時にＯＮとして電動モータ２５を正転つまり開方向に作動させてドラム３６を開方向に回転させる。これにより、ケーブル２３の車両後方側がドラム３６に巻き上げられ、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全開位置に向けて移動を開始する。このとき、ＥＣＵ５１はホールＩＣ２９からのパルス信号によるスライドドア１３の移動方向と移動速度の検出を開始し、また、ホールＩＣ３８からのパルス信号によるスライドドア１３の位置の検出を開始する。そして、スライドドア１３が全開位置にまで移動したことを検出すると、ＦＥＴ７１，７２は同時にＯＦＦに切り替えられて電動モータ２５が停止される。
【００３６】
逆に、スライドドア１３が全開状態のときに運転者により開閉スイッチが操作され、ＥＣＵ５１にスライドドア１３を閉方向に作動させる旨の指令信号が入力されると、ＥＣＵ５１はスライドドア１３を自動閉作動させることになる。この自動閉作動は以下の手順で行われる。
【００３７】
まず、ＥＣＵ５１は、図５（ｂ）に示すように、駆動回路６１の閉側駆動回路６６に設けられたＦＥＴ７７，７８を同時にＯＮとして電動モータ２５を逆転つまり閉方向に作動させてドラム３６を閉方向に回転させる。これにより、ケーブル２３の車両前方側がドラム３６に巻き上げられ、スライドドア１３はケーブル２３に引かれながら全閉位置に向けて移動を開始する。このとき、ＥＣＵ５１はホールＩＣ２９からのパルス信号によるスライドドア１３の移動方向と移動速度の検出を開始し、また、ホールＩＣ３８からのパルス信号によるスライドドア１３の位置の検出を開始する。そして、スライドドア１３が全閉位置にまで移動すると、ＦＥＴ７７，７８は同時にＯＦＦに切り替えられて電動モータ２５は停止される。なお、スライドドア１３が自動開作動もしくは自動閉作動にて開閉作動しているときに再度開閉スイッチを操作することにより、このスライドドア１３を全開位置と全閉位置との間の中間位置に停止させることができる。このように、このパワースライドドア装置１２は、開閉スイッチの操作によりスライドドア１３を開方向と閉方向とに自動的に開閉することができる。
【００３８】
このパワースライドドア装置１２は、車両１１が走行中もしくは走行を開始する恐れがある場合には、ＥＣＵ５１は自動開作動禁止モードを設定して電動モータ２５の開方向への作動つまりスライドドア１３の自動開作動を禁止するようになっている。この自動開作動禁止モードは、車速センサ５６により車両１１の車速が検出されたとき、つまり、車両１１の車速が所定値以上となって車両が走行中であることが検出されたとき、もしくはレンジ検出センサ４５によりセレクトレバー４４がパーキング位置つまりパーキングレンジＰ以外を選択していることが検出されたときに、開方向作動禁止手段としてのＥＣＵ５１により設定されるようになっている。
【００３９】
そして、この自動開作動禁止モードが設定された状態において、スライドドア１３の位置が全開位置と全閉位置との間の中間位置となったときには、ＥＣＵ５１は、図６に示すように、駆動回路６１のＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとするようになっている。また、ＥＣＵ５１は自動開作動禁止モードを設定したときには、開閉スイッチが開方向に操作されても駆動回路６１をＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとした状態を維持して、スライドドア１３の自動開作動を行わないようにしている。なお、本実施の形態においては、スライドドア１３が中間位置となったときに駆動回路６１のＦＥＴ７８のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７７をＯＦＦとするようにしているが、これに限らず、スライドドア１３が全開位置のときに設定するようにしてもよい。
【００４０】
ここで、駆動回路６１には、低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とにより給電端子２６と給電端子２７とを接続つまり短絡する短絡回路としてのループ回路８３が形成されることになる。そして、自動開作動禁止モードが設定されたときには、ＦＥＴ７８のみがＯＮとされ、他のＦＥＴ７１，７２，７７がＯＦＦとされることにより、ループ回路８３は、給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう方向の電流を流し、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう方向の電流を流さないようになる。つまり、整流手段としてのＦＥＴ７２は整流機能を備えているため、ＯＦＦとされたときには、ループ回路８３に給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう方向の電流を流し、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう方向の電流は遮断するのである。このとき、ＦＥＴ７８はＯＮとされていずれの方向にも電流を流す状態であるので、ループ回路８３に流れる電流の方向はＦＥＴ７２の整流機能によってのみ制御されることになる。したがって、電動モータ２５の各給電端子２６，２７は、給電端子２６から低電位側の閉側接続回路７６と低電位側の開側接続回路６８とを介して給電端子２７に向かう電流に対しては短絡された状態つまり閉じた状態となり、給電端子２７から低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とを介して給電端子２６に向かう電流に対しては開放された状態つまり開いた状態となる。
【００４１】
また、スライドドア１３は電動モータ２５の回転軸２５ａに連結されているので、スライドドア１３が開閉方向に移動されると、その移動に連動して回転軸２５ａが開閉方向に回転されることになる。このとき、電動モータ２５の各給電端子２６，２７が互いに接続つまり短絡されている場合には、回転軸２５ａが開方向に回転されると各給電端子２６，２７間に誘導起電力が生じて給電端子２７から電動モータ２５を介して給電端子２６に向かう誘導電流が発生し、回転軸２５ａが閉方向に回転されると各給電端子２６，２７間に誘導起電力が生じて給電端子２６から電動モータを介して給電端子２７に向かう誘導電流が発生することになる。
【００４２】
したがって、自動開作動禁止モードが設定されているときに、スライドドア１３が中間位置から開方向に移動したとき、つまり電動モータ２５が開方向に回転したときに発生する誘導電流の流れる方向に対してループ回路８３は短絡されているので、ループ回路８３に誘導電流が流れることになる。そして、ループ回路８３に誘導電流が流れることにより電動モータ２５はスライドドア１３の開方向への移動を抑制する方向に回生制動力を発生し、スライドドア１３は開方向には電動モータ２５の回生制動力が加えられてその移動が抑制されることになる。
【００４３】
一方、自動開作動禁止モードが設定されているときにスライドドア１３が中間位置から閉方向に移動されたとき、つまり電動モータ２５が閉方向に回転したときに発生する誘導電流の流れる方向に対してループ回路８３は開いているので、ループ回路８３に誘導電流は流れない。そして、スライドドア１３が閉方向に移動されたときには、ループ回路８３はに誘導電流が流れないので、電動モータ２５による回生制動力は発生せず、スライドドアは容易に移動することができる状態とされる。つまり、自動開作動禁止モードが設定されたときには、スライドドア１３は開方向には回生制動力が加えられてその移動が抑制された状態とされるが、閉方向には回生制動力が加えられずに容易に移動させることができる状態とされるのである。
【００４４】
なお、ＦＥＴ７７，７８は整流機能を有しているので、電動モータ２５の各給電端子２６，２７は、閉側駆動回路６６によりグランド端子６４から電動モータ２５を経て正電源電圧端子６３に向かう電流に対しては短絡された状態つまり閉じた状態となる。しかし、スライドドア１３が手動操作や自重等により閉方向に移動したときの電動モータ２５の回転数は無負荷回転数にまで達することは殆どないため、発生する誘導起電力もバッテリ６２の電圧値を越えることがない。したがって、この部分の電位差により誘導電流はＦＥＴ７７を経て正電源電圧端子６３に向かうことはなく、電流回路的には各給電端子２６，２７は実質的に開かれた状態となる。
【００４５】
このように、このパワースライドドア装置１２では、自動開作動禁止モードが設定されたとき、つまり車両１１が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、中間位置にあるスライドドア１３は、開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられない。したがって、車両１１が走行中もしくは走行する恐れがあるときに中間位置にて開いた状態となったスライドドア１３は、車両１１が急発進したり前上がりの傾斜地にあるときであっても容易に開方向に移動することがない、つまり車両１１が発進する際の加速度やスライドドアの自重によりスライドドア１３が開方向に移動してスライドドア１３が開放されることが抑制される。また、自動開作動禁止モードが設定されたときであっても、スライドドア１３は閉方向に移動する際には回生制動力が加えられないので、乗員等がこのスライドドア１３を手動にて閉じる場合には容易に移動されることになり、このパワースライドドア装置１２の安全性を向上させることができる。
【００４６】
なお、自動開作動禁止モードが設定されているときであっても、開閉スイッチの閉側が操作された場合には、ＥＣＵ５１は駆動回路６１のＦＥＴ７７とＦＥＴ７８とを同時にＯＮとし、ＦＥＴ７１とＦＥＴ７２とを同時にＯＦＦとして、スライドドア１３を自動閉作動により全閉位置に向けて移動することになる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本実施の形態おいては、開閉部材を車両１１の側面に沿って車両前後方向に開閉するスライドドア１３としているが、これに限らず、たとえば、車両１１の後端部にヒンジを介して開閉自在に装着されたバックドアとするなど、他の開閉部材としてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、短絡回路を低電位側の開側接続回路６８と低電位側の閉側接続回路７６とにより形成されたループ回路８３としているが、これに限らず、図７に示すように、高電位側の開側接続回路６７と高電位側の閉側接続回路７５とにより短絡回路としてのループ回路８４を形成し、自動開作動禁止モードが設定されたときには４つのＦＥＴ７１，７２，７７，７８のうち閉側のスイッチング素子としてのＦＥＴ７７のみをＯＮとし、他のＦＥＴ７１，７２，７８をＯＦＦとするようにしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施の形態においては、車速が検出されたとき、もしくはセレクトレバー４４がパーキング位置以外を選択したときに自動開作動禁止モードが設定されるようにしているが、これに限らず、たとえば車両に設けられたパーキングブレーキが解除されたときなど、他の条件を検出して設定するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、開閉部材は、開方向には回生制動力が加えられ、閉方向には回生制動力が加えられないので、開いた状態となった開閉部材は車両が急発進したり前上がりの傾斜地にあるときであっても容易に開方向に移動することがなく、また、乗員等がこの開閉部材を手動にて容易に閉じることができることになり、この車両用自動開閉装置の安全性が向上されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるパワースライドドア装置が装着された車両の概略を示す平面図である。
【図２】図１に示すパワースライドドア装置の詳細を示す拡大図である。
【図３】図１に示すパワースライドドア装置の制御体系を示す説明図である。
【図４】図３に示す駆動回路の詳細を示す回路図である。
【図５】（ａ）はスライドドアを自動開作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図であり、（ｂ）はスライドドアを自動閉作動する際の駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【図６】自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態を示す回路図である。
【図７】自動開作動禁止モードにおける駆動回路の作動状態の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
１１ 車両
１２ パワースライドドア装置
１３ スライドドア
１４ アーム
１５ ローラアッシィ
１６ スライドレール
１６ａ 曲部
１７ ストッパゴム
１８ セカンドシート
１９ サードシート
２１，２２ 反転プーリ
２３ ケーブル
２４ スライドアクチュエータ
２５ 電動モータ
２５ａ 回転軸
２６，２７ 給電端子
２８ 多極着磁磁石
２９ ホールＩＣ
３１ 駆動ギヤ
３２ 大径スパーギヤ
３３ 小径スパーギヤ
３４ 従動ギヤ
３５ 出力軸
３６ ドラム
３７ 多極着磁磁石
３８ ホールＩＣ
４１，４２ テンショナ
４３ 変速操作部
４４ セレクトレバー
４５ レンジ検出センサ
５１ 制御ユニット（ＥＣＵ）
５２ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ Ｉ／Ｏポート
５６ 車速センサ
６１ 駆動回路
６２ バッテリ
６３ 正電源電圧端子
６４ グランド端子
６５ 開側駆動回路
６６ 閉側駆動回路
６７ 高電位側の開側接続回路
６８ 低電位側の開側接続回路
７１，７２ パワーＭＯＳ・ＦＥＴ
７１ａ，７２ａ ゲート
７３，７４ ダイオード
７５ 高電位側の閉側接続回路
７６ 低電位側の閉側接続回路
７７，７８ パワーＭＯＳ・ＦＥＴ
７７ａ，７８ａ ゲート
８１，８２ ダイオード
８３，８４ ループ回路
Claims (4)
- 車両に開閉自在に装着された開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
前記開閉部材に連結され、前記開閉部材を開方向と閉方向とに駆動する電動モータと、
前記電動モータに設けられた一方の給電端子と他方の給電端子とに接続された短絡回路と、
前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときに前記電動モータの開方向への作動を禁止する開方向作動禁止手段と、
前記短絡回路に設けられ、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときに、前記電動モータが開方向に回転したときに発生する誘導電流を流し、前記電動モータが閉方向に回転したときに発生する誘導電流を遮断する整流手段とを有し、
前記車両が走行中もしくは走行を開始する恐れがあるときには、前記開閉部材に開方向には回生制動力を加え、閉方向には回生制動力を加えないことを特徴とする車両用自動開閉装置。 - 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、前記車両の車速が検出されたとき、もしくは前記車両に設けられたセレクトレバーがパーキング位置以外とされたときに、前記開方向作動禁止手段が前記電動モータの開方向への作動を禁止することを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１または２記載の車両用自動開閉装置において、それぞれ前記一方の給電端子と高電位側の電源端子とを接続する高電位側の開側接続回路および前記他方の給電端子と低電位側の電源端子とを接続する低電位側の開側接続回路に設けられ、前記低電位側の電源端子から前記高電位側の電源端子に向かう電流のみを流す整流機能を備えた２つの開側スイッチング素子を有する開側駆動回路と、それぞれ前記他方の給電端子と前記高電位側の電源端子とを接続する高電位側の閉側接続回路および前記一方の給電端子と前記低電位側の電源端子とを接続する低電位側の閉側接続回路とに設けられた２つの閉側スイッチング素子を有する閉側駆動回路とを備えたフルブリッジ回路を有し、前記高電位側の開側接続回路と前記高電位側の閉側接続回路もしくは前記低電位側の開側接続回路と前記低電位側の閉側接続回路とにより前記短絡回路が形成され、前記開方向作動禁止手段により前記電動モータの開方向への作動が禁止されたときには、４つの前記スイッチング素子のうち、いずれか一方の前記閉側スイッチング素子のみを接続状態に切り換えることを特徴とする車両用自動開閉装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記開閉部材を前記車両の側面に沿って車両前後方向に移動自在に装着したことを特徴とする車両用自動開閉装置。
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