JP4290606B2 - 車両用ドアの自動開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体に開閉可能に備えられるドアを開閉駆動機構によって開閉する車両用ドアの自動開閉装置に関するものである。

この種の自動開閉装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。かかる装置は、ドアに取付けた障害物検知用のセンサによってドアの開動方向側に位置する障害物を検出し、その障害物の位置に応じてドアの開動量を規制することにより、開動するドアと障害物との干渉を防止する構成となっている。また、特許文献２には、障害物センサとして、車体の後方を監視するための超音波式の後方監視センサが記載されている。

特開平６−２８６４６１号公報 特開２０００−２８７１７号公報

しかし、特許文献１に記載の自動開閉装置は、ドアに取付けた障害物検知用のセンサによって、ドアの開動方向側に位置する障害物のみを検出して対処するだけであり、ドアの閉動方向側に位置する障害物を検出して対処することはできなかった。すなわち、ドアの閉動方向側に障害物が存在した場合には、その障害物とドアとの干渉を防止することができない。

本発明の目的は、単一の検出手段によって、ドアの開動方向側のみならず、ドアの閉動方向側に存在する障害物をも検出して、ドアの開動時および閉動時のいずれにおいても、ドアと障害物との干渉を防止することができる車両用ドアの自動開閉装置を提供することにある。

請求項１に記載の本発明の車両用ドアの自動開閉装置は、車体に開閉可能に備えられるドアを開閉駆動機構によって開閉する車両用ドアの自動開閉装置において、前記ドアの位置を検出する第１検出手段と、前記車体の外方に位置する障害物を検出するように該車体に取付けられて、前記ドアの開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物の位置を検出する単一の第２検出手段と、前記第２検出手段によって検出された前記障害物の位置に応じて、前記ドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を設定する設定手段と、前記ドアの開動時に、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記開動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御し、かつ前記ドアの閉動時に、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記閉動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の車両用ドアの自動開閉装置は、請求項１において、前記第２検出手段は、少なくとも前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中は連続的に前記障害物の位置を検出し、前記設定手段は、前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中において、前記第２検出手段によって検出される前記障害物の位置に応じて前記ドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を更新し、前記制御手段は、前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中において、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記設定手段によって更新された前記開動可能範囲および閉動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御することを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の車両用ドアの自動開閉装置は、請求項１または２において、前記ドアは自動車の後部に備えられるバックドアであり、前記第２検出手段は、前記自動車の後方を監視する駐車支援用のバックソナーであることを特徴とする。

本発明の車両用ドアの自動開閉装置は、車体に取付けた検出手段によってドアの開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物の位置を検出し、その障害物の検出位置に応じて設定したドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を越えないように、ドアの位置を制限することにより、単一の検出手段によって、ドアの開動方向側のみならず、ドアの閉動方向側に存在する障害物をも検出して、ドアの開動時および閉動時のいずれにおいても、ドアと障害物との接触等の干渉を防止することができる。

また、ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中は、検出手段によって連続的に障害物の位置を検出して、その障害物の位置に応じてドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を更新することにより、常に、障害物の存在およびその位置を監視して、障害物とドアとの接触等の干渉を防止することができる。

また、ドアが自動車の後部に備えられるバックドアの場合には、障害物を検出する検出手段として、自動車の後方を監視する駐車支援用のバックソナーを有効に利用することができ、新たに後方監視手段を備える必要がない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本例の車両用ドアの自動開閉装置は、図１のように、自動車の後部に備えられるバックドア１の自動開閉装置としての適用例である。バックドア１は、車体後部の上側縁部に、軸心Ｏ（図２参照）を中心として矢印Ａ１，Ａ２方向に回動自在に取付けられている。バックドア１は、図１中の２点鎖線のように、ガスステー２の伸張動作を伴って矢印Ａ１方向に回動（開動）することにより車体の後部を開き、また図１中の実線のように、ガスステー２の退縮動作を伴って矢印Ａ２方向に回動（閉動）することにより車体の後部を閉じる。

図２は、車体後部の上側に備えられる開閉駆動機構１０の概略側面図であり、電動モータ１１（図３参照）の一方向および他方向の回転により、不図示の減速機およびクラッチ１２（図３参照）を介してピニオン１３が矢印Ｂ１，Ｂ２方向に回動される。ピニオン１３が矢印Ｂ１方向に回動することにより、ラック１４が矢印Ｃ１方向に移動し、リンク機構１５を介してバックドア１が矢印Ａ１方向に開動する。逆に、ピニオン１３が矢印Ｂ２方向に回動することにより、ラック１４が矢印Ｃ２方向に移動し、リンク機構１５を介してバックドア１が矢印Ａ２方向に閉動する。開閉駆動機構１０には、バックドア１の位置を検出するための第１検出手段として、その位置に対応するピニオン１３の回動位置を検出するロータリーエンコーダ３（図３参照）が組み込まれている。

車体後部の下側には、一般的な構成のドアロック装置２０が備えられている。本例のドアロック装置２０には、バックドア１を半開位置（ドアロック装置２０におけるハーフラッチ位置）から全閉位置（ドアロック装置２０におけるフルラッチ位置）に移動させるためのドアクロージャ２１（図３参照）が組み込まれている。２２は、ドアロック装置２０のラッチを解除するためのリリースアクチュエータである。

さらに、車体後部の下側には、バックドア１の開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物Ｗの位置を検出するための障害物センサ４（第２検出手段）が備えられている。障害物センサ４としては、車体の後方を監視するための後方監視センサを用いることができる。その後方監視センサは、例えば、特許文献２に記載されているようなコーナーセンサやバックセンサなどであり、超音波を用いて、車体の後方に位置する障害物の位置を検出する。その後方監視センサは、駐車時に自動車の後方を監視する駐車支援用のバックソナーであってもよい。

図３において、３０はコントローラ（制御手段）であり、例えば、開閉駆動機構１０と共に車体後部の上側に備えられている。コントローラ３０には、前述した開閉駆動機構１０，ドアロック装置２０，ロータリーエンコーダ３，障害物センサ４と共に、室内などの車体の定位置に備えられる開閉操作スイッチ５と警報器６が接続される。コントローラ３０には、後述するバックドア１の開動可能範囲および閉動可能範囲を設定するための設定部（設定手段）３１が備えられている。コントローラ３０の機能は、動作と共に後述する。

次に、動作について説明する。
バックドア１は手動によっても開閉操作が可能であり、そのときは、開閉駆動機構１０のクラッチ１２が切断されている。

バックドア１が図１中実線のような全閉状態にある場合に、開閉操作スイッチ５が開操作されたとき、コントローラ３０は、リリースアクチュエータ２２によってドアロック装置２０のラッチを解除し、そしてクラッチ１２を接続させてから電動モータ１１を一方向に回転させる。これにより、ピニオン１３が矢印Ｂ１方向に回動して、バックドア１が矢印Ａ１方向に開動する。ロータリーエンコーダ３によって、バックドア１が図１中２点鎖線のような全開位置付近まで開動したことが検出されたときに、コントローラ３０は電動モータ１１を停止させる。これによりバックドア１が全開状態となる。

バックドア１が全開状態にある場合に、開閉操作スイッチ５が閉操作されたとき、コントローラ３０は、クラッチ１２を接続してから電動モータ１１を他方向に回転させる。これにより、ピニオン１３が矢印Ｂ２方向に回動して、バックドア１が矢印Ａ２方向に閉動する。ロータリーエンコーダ３によって、バックドア１が半開位置付近まで閉動したことが検出されたときに、コントローラ３０は電動モータ１１を停止させ、さらにクラッチ１２を切断してから、ドアクロージャ２１を作動させてバックドア１を全閉状態に移動する。

バックドア１の開動および閉動中に、開閉操作スイッチ５が再度、開操作または閉操作された場合、コントローラ３０は電動モータ１１を停止させる。したがってバックドア１は、その時点の位置にて自動停止する。バックドア１の自重やガスステー２によるバックドア１の開閉力に対して、開閉駆動機構１０に備わる減速機による抵抗力、つまり電動モータ１１の空転トルクが減速機を介して増幅される出力部にて得られる抵抗力は大きく設定されている。これにより、バックドア１は停止位置にて保持されることになる。このようなバックドア１の停止後、開閉操作スイッチ５が再度、開操作または閉操作された場合、コントローラ３０は電動モータ１１を一方向または他方向に回動させて、バックドア１を再び開動または閉動させる。

バックドア１の開動および閉動を停止させるために、停止専用の操作スイッチを備えてもよい。また、開閉操作スイッチ５は、開操作時に操作される開操作スイッチ部と、閉操作時に操作される閉操作スイッチ部とを備える構成の他、１つのボタン式のスイッチ部を備える構成としてもよい。その場合には、バックドア１の開動または閉動中に、その唯一のスイッチ部を操作することによってバックドア１が停止し、その後、そのスイッチ部を再度操作することによって、バックドア１を逆に閉動または開動させるように制御することができる。

障害物センサ４は、バックドア１の開動および閉動開始時、および開動中および閉動中に、車体の後方に位置する障害物Ｗの位置を検出する。コントローラ３０は、障害物センサ４の検出信号に基づいて、バックドア１の開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物Ｗの存在の有無を判定する。さらに、そのような障害物Ｗが存在した場合には、設定部３１によって、その障害物Ｗの位置に対応するバックドア１の開動可能範囲および閉動可能範囲を設定する。開動可能範囲は、障害物Ｗがバックドア１の開動方向側に位置する場合に、その障害物Ｗと接触等の干渉が生じない位置までバックドア１が開動できる範囲である。一方、閉動可能範囲は、障害物Ｗがバックドア１の閉動方向側に位置する場合に、その障害物Ｗと接触等の干渉が生じない位置までバックドア１が閉動できる範囲である。

コントローラ３０は、開動可能範囲内および閉動可能範囲内において、バックドア１の開動量および閉動量を制限する。すなわち、それらの範囲を超えてバックドア１が開閉されようとした場合には、クラッチ１２を接続したまま電動モータ１１を停止させて、バックドア１を強制的に停止させる。本例においては、開動可能範囲および閉動可能範囲に対応するバックドア１の開動角度および閉動角度を算出し、ロータリーエンコーダ３の出力パルス数に基づいて、それらの開動角度および閉動角度の範囲内にバックドア１があるか否かを判定する。また、開閉操作スイッチ５が開操作または閉操作された時に、バックドア１の移動軌跡内に障害物Ｗが検知された場合には、警報器６によって警報を発して、その旨を乗員に伝えるようにしてもよい。この場合、手動操作によってバックドア１を開閉することはできる。

障害物センサ４は、少なくともバックドア１の開閉動作の開始時および開閉動作中は連続的に障害物Ｗの位置を検出する。また、設定手段３１は、バックドア１の開閉動作の開始時および開閉動作中において、障害物センサ４によって検出される障害物Ｗの位置に応じてバックドア１の開動可能範囲および閉動可能範囲を更新する。また、コントローラ３０は、バックドア１の開閉動作の開始時および開閉動作中において、ロータリーエンコーダ３によって検出されるバックドア１の位置が開動可能範囲および閉動可能範囲を超えないように開閉駆動機構１０を制御する。したがって、バックドア１が全閉位置と全開位置との間の全開閉範囲にて開閉する際に、常にバックドア１と障害物Ｗとの間の距離を監視して、それらが干渉しないようにバックドア１の開閉駆動を制御することができる。例えば、バックドア１が開閉動作中または開閉の中途位置にて停止しているときに、バックドア１の移動軌跡内に障害物Ｗが侵入した場合にも、それらの干渉を防止することができる。

図４は、本例における障害物検出時の処理を説明するためのフローチャートである。
障害物センサ４が障害物Ｗを検出したときに、その障害物Ｗとバックドア１との間の距離を検出して（ステップＳ１，Ｓ２）、開動可能範囲および閉動可能範囲を設定する（ステップＳ３）。そして、バックドア１の開閉動作の開始時および開閉動作中に、そのバックドア１の位置が開動可能範囲および閉動可能範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ５）、それらの範囲を超えるときにバックドア１を停止させる（ステップＳ６）。

本発明の自動開閉装置を備えた自動車の概略側面図である。 図１の自動開閉装置における開閉駆動機構の概略側面図である。 図１の自動開閉装置のブロック構成図である。 図１の自動開閉装置における障害物検出時の処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ バックドア（ドア）
３ ロータリーエンコーダ（第１検出手段）
４ 障害物センサ（第２検出手段）
５ 開閉操作スイッチ
１０ 開閉駆動機構
１１ 電動モータ
３０ コントローラ（制御手段）
３１ 設定部（設定手段）

Claims (3)

1. 車体に開閉可能に備えられるドアを開閉駆動機構によって開閉する車両用ドアの自動開閉装置において、
   前記ドアの位置を検出する第１検出手段と、
   前記車体の外方に位置する障害物を検出するように該車体に取付けられて、前記ドアの開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物の位置を検出する単一の第２検出手段と、
   前記第２検出手段によって検出された前記障害物の位置に応じて、前記ドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を設定する設定手段と、
   前記ドアの開動時に、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記開動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御し、かつ前記ドアの閉動時に、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記閉動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用ドアの自動開閉装置。
2. 前記第２検出手段は、少なくとも前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中は連続的に前記障害物の位置を検出し、
   前記設定手段は、前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中において、前記第２検出手段によって検出される前記障害物の位置に応じて前記ドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を更新し、
   前記制御手段は、前記ドアの開閉動作の開始時および開閉動作中において、前記第１検出手段によって検出される前記ドアの位置が前記設定手段によって更新された前記開動可能範囲および閉動可能範囲を超えないように前記開閉駆動機構を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ドアの自動開閉装置。
3. 前記ドアは自動車の後部に備えられるバックドアであり、
   前記第２検出手段は、前記自動車の後方を監視する駐車支援用のバックソナーである
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ドアの自動開閉装置。

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