JP4244829B2 - 車両用ドア制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用ドア制御装置に係り、特に、ドア開閉時において風等の外乱が大きいときに、ドアにかかる負荷を軽減できる車両用ドア制御装置に関する。
自動車等の車両に乗降する際にはドアの開閉を行うが、ドア開閉時に風などの外乱があるとドアに過負荷がかかる。このような負荷がかかった状態でドアの開閉を行おうとすると、ドアの開閉に大きな力が必要となる。また、近年用いられている自動開閉するドア(自動ドア)などでは、負荷が非常に大きくなると、ドアを駆動する駆動装置に不具合が生じるなどの問題となる。
このような問題に対して、従来、たとえば特開平6−144000号公報に開示された開閉制御装置がある。この開閉制御装置は、ドア開閉時の過負荷を検出し、検出があった場合はドア開閉を禁止するというものである。このような開閉制御装置を用いることにより、ドアを開閉するサーボ系に生じる不具合を解消するようにしている。
また、車両のドアに開閉可能なウィンドウが設けられているものがあり、このような車両として、たとえば、特開平10−147146号公報に開示された車室内気圧上昇防止装置がある。この車室内気圧上昇防止装置は、ドアおよびウィンドウの開閉状態を検出するセンサを有しており、ドア開放時にウィンドウが閉じていると検出されると、ウィンドウを所定量開放して車内外の気圧差を調節するというものである。
特開平6−144000号公報 特開平10−147146号公報
ところで、外乱が大きい場合でも、自動的に開閉することができるドアであるならば、極力自動開閉を可能とすることが望まれる。ところが、上記特許文献1に開示された開閉制御装置では、単にドアの開閉を禁止しているのみである。このため、外乱が大きく、ドアに過負荷がかかった場合には、一律にドアの開閉を禁止してしまい、自動開閉を行わなくなってしまうという問題があった。
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、外乱が大きい場合であっても、ドアの開閉を軽負荷の状態で行うことができ、自動ドアを用いる場合には、極力自動的にドア開閉を行うことができる車両用ドア制御装置を提供することを目的とする。
上記課題の解決のため、本発明における車両用ドア制御装置は、ウィンドウを有するドアを備えた車両に設けられる車両用ドア制御装置であって、ドアの開放状態を検出するドア開放検出手段と、車両外部の風量を検出する風量検出手段と、ドア開放検出手段が、ドアが開放していることを検出し、かつ風量検出手段が一定以上の風量を検出したときに、ウィンドウを開放させる方向に動作させるウィンドウ駆動手段と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、ドア開閉時において車両外部に一定以上の風量があると検出されると、ウィンドウが開放するので、ウィンドウの開放部分から風が流通して、ドアにかかる負荷を軽減することができる。また、風向がドアの開閉方向と同じ方向である場合では、ドアの急激な開閉を防止することができ、風向がドアの開閉方向と反対方向となる場合では、ドアの開閉を容易化することができる。
また、車両用ドア制御装置は、ドアを自動で開閉させるドア駆動手段をさらに有する態様とすることができる。
車両に自動ドアが用いられる場合には、外乱による自動開閉機構に不具合が生じることが考えられるが、本発明では、風量が一定以上となったときには、ウィンドウを開放するので、ドアに係る風の抵抗を低減することができる。このため、ドア駆動機構の不具合発生を抑止でき、自動的によるドアの開閉を極力実行することができる。
さらに、風量検出手段はドア駆動手段の駆動を制御するドア駆動制御手段およびドアの実開閉速度を検出する速度センサを備え、ドア駆動制御手段で設定されたドアが開閉するときの目標開閉速度と、速度センサで検出された実開閉速度との差に基づいて、風量を検出する態様とすることができる。
このようにドアを開閉させる際の目標開閉速度と、ドアの実開閉速度とを比較することにより、風量を検出することができるので、車両外部の風量を直接実測するセンサを設ける必要がなくなる。したがって、その分装置全体としての簡素化を図ることができる。
風量検出手段が一定以上の風量を検出し、ウィンドウ駆動手段によってウィンドウを開放させた後に、ドア駆動手段によるドアの開閉動作を停止させる駆動停止手段と、駆動停止手段がドアの開閉動作を停止させたときのドアの位置を保持するドア保持手段と、をさらに有する態様とすることができる。
本発明に係る車両用ドア制御装置では、ドア開閉時に一定以上の風量があると検出すると、ドア開閉動作を停止し、停止した位置でドアが保持される。そのため、ドアが急激な速度で開閉することを防止できる。
さらに、ドア保持手段がドア位置を保持した後に、ドアを手動による開閉動作を可能とする態様とすることもできる。
ドアが開閉途中の状態で保持されている状態からドアが自動的に作動すると、ドアの動作方向は乗員には分かりにくくなる。したがって、ドアが一旦保持された後は、ドアの開閉を手動に切り替えることによって、ドアの予想外の動きを防止することができる。
本発明に係る車両用ドア制御装置によれば、外乱が大きい場合であっても、ドアの開閉を軽負荷の状態で行うことができ、自動ドアを用いる場合には、極力自動的にドア開放を行うことができる。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る車両用ドア制御装置1の構成を示す構成図である。
図1に示すように、車両用ドア制御装置1は、ECU(Electronic Control Unit)10を備えている。このECU10には、ドア駆動ユニット20、ウィンドウ駆動ユニット30、およびドア開閉スイッチ40が接続されている。このECU10が、ウィンドウ50を有するドア51を備えた車両に設置されている。
ECU10は、図示しないCPU、RAM、ROM、入出力信号回路、およびネットワークインターフェースなどを備えている。このECU10は、たとえばROMに記憶された制御プログラムをCPUで実行することで、ドア駆動ユニット20およびウィンドウ駆動ユニット30に対する各種の制御を行う。さらに、ECU10には、速度センサ11およびドア開放検出センサ12が接続されている。
ドア駆動ユニット20は、ドア駆動手段であるドア駆動モータ21を備えている。ドア駆動モータ21は、ECU10から出力される制御信号に基づいて、正方向または逆方向に回転する。
ドア駆動モータ21は、クラッチ22を介して減速機構23に接続されている。クラッチ22は、ドア駆動モータ21と減速機構23とを接続するものであり、クラッチ22が接続された状態では、ドア駆動モータ21の回転が減速機構23に伝達される。また、クラッチ22が切断されていたら、ドア駆動モータ21の回転は減速機構23に伝達されず、ドア駆動モータ21は空回りした状態となる。
減速機構23は、減速ギヤなどを備えており、クラッチ22を介して伝達されたドア駆動モータ21の回転を減速し、ドア駆動モータ21の回転速度を所定の速度に減速するとともに、トルクを増加させる機能を有する。また、減速機構23は、減速ギヤに接続されるリンク部材を備えており、クラッチ22を介して伝達される回転運動を直線運動に変換する。この減速機構23におけるリンク機構には、レバー操作部24が接続されている。こうして、減速機構23は、クラッチ22を介して伝達されたドア駆動モータ21の回転運動を、直線運動に変換してレバー操作部24に伝達する。
レバー操作部24は、リンク機構25を介してドア51の支持部材であるピラー32に接続されている。レバー操作部24によってリンク機構25を前後方向に駆動させることにより、この駆動力がピラー32に対するドア51の開閉駆動力となってドア51を開閉させる。そして、たとえばドア駆動モータ21を正方向に回転させることにより、ドア51が開放させ、ドア駆動モータ21を逆方向に回転させることにより、ドア51を閉鎖させる。
また、クラッチ22が接続された状態でドア駆動モータ21の回転を停止させると、ドア駆動モータ21が停止する力により、ドア51の開閉が停止させられ、ドア51が保持される。クラッチ22は、常時は接続された状態にあり、所定の条件が満たされるとECU10から切替信号が出力され、切断状態とされる。
ウィンドウ駆動ユニット30は、本発明におけるウィンドウ駆動手段であるウィンドウ駆動モータ31を有している。ウィンドウ駆動モータ31は、図示しないウィンドウレギュレータ部を介してウィンドウ50に接続されている。ECU10からウィンドウ駆動モータ31に駆動信号が出力されると、ウィンドウ駆動モータ31は、ウィンドウ50を開放させる方向に動作させる。
また、ECU10には、ドア開閉スイッチ40が接続されている。ドア開閉スイッチ40は、たとえば車両の運転席近辺に備えられ、ドライバなどの乗員や車外にいる者が手動またはリモートコントロールで操作し得るようになっている。ドア開閉スイッチ40が操作されると、ドア51が閉状態であるときはドア開放を指示する開トリガ信号を、また、ドア51が開状態であるときはドア閉鎖を指示する閉トリガ信号を、ECU10に対して出力する。
ドア開閉スイッチ40からの各トリガ信号がECU10に出力されると、ECU10は、ドア駆動ユニット20における後述するドア駆動モータ21に対して駆動信号を送信する。このように、ECU10は、本発明におけるドア駆動制御手段としての機能を有する。なお、以下の説明では、開トリガ信号および閉トリガ信号の双方を指す場合は「開閉トリガ信号」と記すものとする。
また、ECU10には、ドア駆動モータ21のモータ回転速度を検出する速度センサ11と、ドア開放検出手段であるドア開放検出センサ12が接続されている。速度センサ11は、ドア駆動モータ21のモータ回転速度を検出し、ドア駆動モータ21の速度情報をECU10に出力する。ECU10は、予め設定された回転速度と、速度センサから得られる実際の回転速度との差から、ドアが開閉するときの目標開閉速度と実開閉速度の差を求め、その速度差に基づいて車両外部の風量を算出する。
そして、ECU10は、目標開閉速度と実開閉速度との速度差が所定の値よりも大きいと検出したときは、ドア51に掛かる負荷が大きく、車両外部の風量が大きいと判断する。このように、ECU10は、車両外部の風量を検出する風量検出手段として機能している。
なお、風量検出の方法は本実施形態に限られず、たとえばモータとしてパルスモータを使用する場合には、予め設定されたパルスのステップ間隔と、実際のドア開閉時におけるパルスのステップ間隔の差を利用してもよい。また、車両外部の風量を直接検出するセンサを用いるものであってもよい。
ドア開放検出センサ12は、ドア駆動モータ21の回転角からドア51が開放状態にあるか否かを常に監視しており、ドア51が開放状態にあるときは、ECU10にドア開放検出信号を出力する。ECU10では、ドア開放検出センサ12からドア開放検出信号が出力され、かつ上述の風量検出により、車両外部の風量が所定の値よりも大きいと判断したときは、ウィンドウ駆動ユニット30に対して、ウィンドウ駆動モータ31を駆動させるための駆動信号を出力する。
さらに、ECU10は、ウィンドウ駆動ユニット30に駆動信号を出力した後、ドア開閉動作を停止させるために、ドア駆動モータ21に停止信号を送信する駆動停止手段としての機能も有している。また、ECU10は、ドア駆動モータ21が停止した後、所定のタイミングで、クラッチ22に対して、接続状態を切り替えるための切替信号を出力する。
続いて、以上の構成を有する本実施形態に係る車両用ドア制御装置1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る車両用ドア制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
図2に示すように、制御が開始されると、まずドア開放検出センサ12により、ドア51の開閉を検出する(S1)。ドア開放検出センサ12は、ドア51が閉鎖しているときには開放検出信号を出力することがなく、ドア51が開放していることを検出すると、ECU10に対してドア開放信号を出力する。したがって、ECU10では、ドア開放検出センサ12からのドア開放検出信号の有無によって、ドア51が開状態にあるか閉状態にあるかを判断する。
次に、乗員などがドア開閉スイッチ40を操作すると、ECU10には、開閉トリガが出力される。ECU10では、ドア開閉スイッチ40から開閉トリガ信号が出力されると、開閉トリガがONとなる。ECU10では、この開閉トリガがONとなったか否かを判断する(S2)。その結果、開閉トリガがONとなっていないと判断した場合には、ステップS2の処理を繰り返す。
一方、開閉トリガがONとなっていると判断した場合には、ドア駆動モータ21に駆動信号を出力し、ドア駆動モータ21を駆動させ、クラッチ22、減速機構23、およびレバー操作部24を介してドア51の開閉を開始する(S3)。このとき、ステップS1の処理によりドア51が開状態であると検出されているときは、ドア51を閉鎖させる方向に動作を開始し、ドア51が閉状態であると検出されているときは、ドア51を開放させる方向に動作を開始する。
ドア駆動モータ21が駆動すると、速度センサ11は、ドア駆動モータ21の回転速度を検出し、検出した回転速度をECU10に出力する。ECU10では、ドア駆動モータ21を予め設定された目標回転角度で回転させているが、実際は、ドア駆動モータ21は、速度センサで検出された実回転速度で回転している。
これらの目標回転速度と実回転速度とから、ドア51の目標開閉速度と、実開閉速度とをそれぞれ求める。いま、車両の周囲に風などの外乱がない場合には、ドア51の目標開閉速度と実開閉速度とは一致する。ところが、風などの外乱がある場合には、ドア51の目標開閉速度と実開閉速度とが異なることになる。この点を利用して、ECU10では、ドア51の目標開閉速度と実開閉速度とを比較し、その結果から、所定のしきい値を超える一定以上の風量となる外乱があるか否かを判断する(S4)。
その結果、一定以上の風量となる外乱があると判断したときには、ECU10は、ウィンドウ駆動ユニット30におけるウィンドウ駆動モータ31に駆動信号を出力し、ウィンドウ50を全開放させる(S5)。このように、一定以上の風量となるような外乱がある場合には、ドア51を開放させるために大きな力が必要となるが、このようにウィンドウ50を全開放させることにより、その分風による圧力が軽減され、ドア51を小さな力で開閉することができる。
一方、一定以上の風量となる外乱がないと判断したときには、ドアの開閉動作が終了したか否かを判断する(S6)。また、ステップS4で一定以上の風量となる外乱があると判断したときには、ウィンドウ50を全開放させる動作を行った後に、ドアの開閉動作が終了したか否かを判断する(S6)。
ドアの開閉動作が終了したら、ドア開放検出センサ12によって、ドアが開状態にあるか閉状態にあるかを検出し(S7)、開閉動作終了時のドアが開放状態であるか閉鎖状態であるかの判断を行う(S8)。その結果、ドアが閉状態であるときは、ステップS5において開放されたウィンドウ50を閉鎖して(S9)、制御を終了する。また、ドアが開放状態であるときは特段の処理を行わずに制御を終了する。なお、制御開始前にウィンドウ50が開いていた場合には、ウィンドウ50の開放位置を記憶しておき、制御終了後にウィンドウ50の開放位置まで戻すようにすることもできる。
以上説明したように、本実施形態にかかる車両用ドア制御装置1は、ドア開閉時において車両外部に一定以上の風量があると検出されると、ウィンドウが開放される方向に動作するので、ウィンドウの開放部分から風が流通して、ドアにかかる負荷を軽減することができる。したがって、自動的にドアを開閉するにあたり、ドア駆動モータ21などに掛かる外力の負担も軽減されるので、ドアの開閉を禁止するなどの処置を極力とらないようにすることができる。また、風向がドアの開閉方向と同じ方向である場合では、ドアの急激な開閉を防止できる。また、風向がドアの開閉方向と反対方向となる場合では、ドアの開閉を小さな力で行うことができる。
また、風量の検出は、ドアが開閉するときの目標開閉速度と実開閉速度との差に基づいて行われるので、車両外部の風量を直接実測するセンサを設ける必要がない。したがって、その分装置の簡素化を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用ドア制御装置は、上記第1の実施形態で示した車両用ドア制御装置の同様の構成を有しており、ECU10による制御が主に異なっている。図3は、本実施形態に係る車両ドア制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
図3に示すように、制御が開始されると、上記第1の実施形態と同様、まずドア開放検出センサ12により、ドア51の開閉を検出する(S10)。次に、開閉トリガがONとなったか否かを判断し(S11)、開閉トリガがONとなっていないと判断した場合には、ステップS2の処理を繰り返す。
ステップS2で開閉トリガがONとなっていると判断した場合には、ドア駆動モータ21に駆動信号を出力し、ドア駆動モータ21を駆動させ、クラッチ22、減速機構23、およびレバー操作部24を介してドア51を開閉させる(S12)。続いて、ECU10において予め設定された目標回転速度と、速度センサ11で検出された実回転速度とから、それぞれドア51の目標開閉速度と実開閉速度とを求める。
この目標開閉速度と実開閉速度とを比較し、その結果から、所定のしきい値を超える一定以上の風量となる外乱があるか否かを判断する(S13)。ここまでの処理は、上記第1の実施形態と同様の処理が進められる。そして、外乱がないと判断されたら、ドアの開閉動作が終了しているか否かを判断し(S14)、次のステップに進む。
また、ステップS13における判断の結果、車両外部の風量が所定の値よりも大きいと判断された場合には、ECU10は、ウィンドウ駆動ユニット30のウィンドウ駆動モータ31に駆動信号を出力する。駆動信号を出力されたウィンドウ駆動モータ31は、ウィンドウ50を開放させる(S13)。このように、ウィンドウ50を開放させることにより、風の影響を小さくすることができる。
このように、ウィンドウ50を開放させたら、ECU10は、ドア駆動モータ21に停止信号を出力し、ドア51の開閉動作を停止させる(S15)。ドアの開閉を停止させることにより、ドア51が急激に開放したり、急激に閉鎖したりすることによってドア51が破壊されることを防止することができる。
こうして、ドア51の開閉動作を終了させたら、ドア駆動モータ21の回転防止機能によってドア駆動モータ21の回転を止めて、ドア51の位置を保持する(S17)。このように、ドア51の位置を保持するが、この状態では、ウィンドウ50が開放された状態にあるので、ドア51に係る風圧を軽減することができる。したがって、ドア51を開放した状態で保持するためのドア駆動モータ21やクラッチ22などに掛かる負荷を軽減することができる。
ドア51が保持されると、ECU10は、ドア開閉スイッチ40から受信したトリガ信号の種別から、ドア保持前の動作が開放動作であったか否かの判断を行う(S18)。その結果、ドア保持前の動作が開放動作であった場合は、ECU10は、現在のドアの保持位置において、乗員が乗降可能であるかどうかの判断を行う(S19)。
この判断は、たとえばドアの最大開放角(開放動作の終了する位置に対応する角度)の80%を乗降限度開放角として定義しておき、ドア保持位置での開放角が乗降限度開放量を越えているか否かで行う。また、ドア51の開放角は、ドア開放検出センサ12によるドア駆動モータ21の回転角を検出することによって行う。
ステップS19の判断において乗降が可能でないと判断すると、ドアの開放動作が再開され(S20)、ステップS13に戻って再び車両外部の風量検出を行う。所定以上の風量が検出されなかった場合はステップS14に進み、ドア開放動作が終了した後、ステップS23に進む。一方、依然として所定以上の風量が検出された場合には、上記のステップS15からステップS19までの処理が繰り返される。
一方、ステップS19の判断において乗降が可能であると判断されたら、ECU10は、所定のタイミングで、ドア駆動ユニット20に対してクラッチ22の切替信号を出力し、クラッチの切り離しを行う(S21)。クラッチ22が切り離されると、ドア51は、保持された状態から手動による開閉が可能な状態に移行する。
ここでの所定のタイミングは、たとえば所定の時間、たとえば3秒間と設定することができる。または、図示しないドアレバーを操作した際の操作状態を検出するセンサを別途設けておき、乗員がドアレバーを操作して、センサがこの操作を検出したときをクラッチ22の切り離しタイミングとすることもできる。
こうして、ドア51の開閉動作を手動に移行させた後、ドア開放検出センサ12によってドアの開放状態を検出し、ドア51の開閉動作が終了したか否かを判断する(S22)。その結果、ドア51の開閉動作が終了していないと判断した場合には、ステップS22の処理を繰り返す。
一方、ドア51の開閉動作が終了したと判断したら、ドアが開状態か閉状態かを判断する(S23)。その後は、上記第1の実施形態におけるステップS7からステップS9と同様に、ドアが閉状態か否かを判断し(S24)、閉状態である場合にはウィンドウ50を閉鎖して制御を終了する。また、ドアが閉状態でないと判断したときには、そのまま制御を終了する。
また、ステップS13で外乱がないと判断したときには、上記第1の実施形態と同様、ドアが開状態か閉状態かを検出し(S23)、ドアの閉状態か否かを判断する(S24)。その結果、ドアが閉状態であると判断したときには、ウィンドウ50を閉鎖して(S25)、制御を終了する。また、ドアが閉状態ではないと判断したときには、特段の処理を行うことなく、制御を終了する。
以上説明したように、本実施形態においては、ドア開閉時に一定以上の風量があることが検出されると、ウィンドウを開放するように動作させるとともに、ドアの開閉動作を停止させ、停止させた位置においてドアが保持される。そのため、ドアが急激な速度で開閉することを防止できる。
また、ドア位置が保持された後に、ドアが手動で開閉可能な状態に移行するので、ドア保持後のドア開閉を乗員自身が手動で操作することによって、予想外のドアの動きを防止することができる。
第1の実施形態に係る車両用ドア制御装置の構成を示す構成図である。 第1の実施形態に係る車両用ドア制御装置の制御工程を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る車両用ドア制御装置の制御工程を示すフローチャートである。
符号の説明
1…車両用ドア制御装置、10…ECU、11…速度センサ、12…ドア開放検出センサ、20…ドア駆動ユニット、21…ドア駆動モータ、22…クラッチ、23…減速機構、24…レバー操作部、25…リンク機構、30…ウィンドウ駆動ユニット、31…ウィンドウ駆動モータ、32…ピラー、40…ドア開閉スイッチ、50…ウィンドウ、51…ドア。

Claims (5)

  1. ウィンドウを有するドアを備えた車両に設けられる車両用ドア制御装置であって、
    前記ドアの開放状態を検出するドア開放検出手段と、
    前記車両外部の風量を検出する風量検出手段と、
    前記ドア開放検出手段が、前記ドアが開放していることを検出し、かつ前記風量検出手段が一定以上の風量を検出したときに、前記ウィンドウを開放させる方向に動作させるウィンドウ駆動手段と、を有することを特徴とする車両用ドア制御装置。
  2. 前記ドアを自動で開閉させるドア駆動手段をさらに有する請求項1記載の車両用ドア制御装置。
  3. 前記風量検出手段は前記ドア駆動手段の駆動を制御するドア駆動制御手段および前記ドアの実開閉速度を検出する速度センサを備え、
    前記ドア駆動制御手段で設定された前記ドアが開閉するときの目標開閉速度と、前記速度センサで検出された実開閉速度との差に基づいて、前記風量を検出する請求項2記載の車両用ドア制御装置。
  4. 前記風量検出手段が前記一定以上の風量を検出し、前記ウィンドウ駆動手段によって前記ウィンドウを開放させた後に、前記ドア駆動手段による前記ドアの開閉動作を停止させる駆動停止手段と、前記駆動停止手段が前記ドアの開閉動作を停止させたときの前記ドアの位置を保持するドア保持手段と、をさらに有する請求項2または3記載の車両用ドア制御装置。
  5. 前記ドア保持手段が前記ドアを保持した後に、前記ドアを手動による開閉動作を可能とする請求項4記載の車両用ドア制御装置。
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