JP5019139B2 - 車載ドア駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の車載ドアを開閉するための車載ドア駆動システムに関する。より詳細には、本発明は、車両走行時等の振動による異音の発生を防止し、快適な車内空間を実現することができる車載ドア駆動システムに関する。

自動車産業の分野において、近年、車内空間の快適性能に対する要求が益々高まってきている。そして、このような要求に応えるべく、最近の自動車では、快適性能を追求するための様々な装置が備えられるようになってきている。

自動車の快適装備の一つとして、車載ドアを自動的に開閉するための車載ドア駆動システムがある。車載ドア駆動システムは、車載用自動ドア（パワースライドドア、パワーバックドア、パワーラゲージドア等）に用いられるパワーユニットであり、使用者は、簡単なスイッチ操作等を行うだけで、モーター等の駆動力を利用して車載ドアの開閉を行うことができる。

このような車載用自動ドアは、車内から操作することが可能であり、また、年配者や子供であっても労力を要さず簡単に操作できるものであることから大変便利ではあるが、その一方で、故障などの不測の事態が発生するとドアの自動操作が不可能となる。そして、このような場合においては、使用者が手動でドアを動かそうと試みるが、ドアから駆動源までの機械的接続によるフリクションが大きいため、ドアの開閉操作は不可能であるか、または非常に困難なものとなる。また、故障時以外であっても、手動によりドアの開閉を行いたい場合もあると考えられることから、ドアの開閉操作を自動と手動との間で切り替えることができる機能が求められる。

従来、車載用自動ドアの自動作動と手動作動とを両立させるための手段の一つとして、駆動源とドアとの間に、駆動源からの駆動力を接続／切断するための電磁クラッチを設けた車載ドアの駆動制御装置があった（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の装置では、ドアを自動作動させたい場合には、電磁クラッチを接続状態にして駆動源からの駆動力をドアに伝達させることでドアを動かし、ドアを自動作動させたくない場合には、電磁クラッチを切断状態にしてドアが駆動源から制約を受けないようにし、ドアの手動操作を実現している。

特開２００１−２７７８５３号公報

このように、自動車の機能が充実し、自動車の品質が向上するようになると、さらに快適な車内空間を実現するべく、車両走行時等の振動による異音の発生を低減したいという要望が増えてきた。

例えば、特許文献１の車載ドアの駆動制御装置では、車両本体とドアとの間にゴムシール材等を設けており、車両走行時等に異音が発生することを防止しようとしている。しかし、このようなゴムシール材等ではドアの振動は完全に止めることはできず、開閉用リンクを介してギア等が回転し、これが不快な異音の原因となることがある。また、車両走行時等は、通常、ドアの駆動制御装置のクラッチは切断状態にされ、駆動源からドアまでが何ら規制を受けないフリーの状態になっているので、装置内部のギアの遊びやガタツキ等によっても異音が発生してしまう。これらの異音の抑制は困難であるが、異音が発生すると車内の快適空間が阻害されることになるため、車両走行時等の静粛性を向上するべく、このような不快な異音はできるだけ取り除くことが求められている。

異音発生の防止策として、振動緩衝部材などの部品を車載ドア駆動制御装置の各部品に取り付けることも考えられるが、部品を取り付けるための空間は限られているため、既存の装置に新たな部品を追加することは非常に困難であり、無理に部品を取り付けようとすると、居住空間を犠牲にせざるを得なくなる。さらに、このような新たな部品の追加は、コストアップにもつながるため、好ましいことではない。

従って、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、新たな部品を追加することなく、車両走行時等の振動による異音を防止し、より快適な車内空間を実現するための車載ドア駆動システムを提供することにある。

本発明に係る車両の車載ドアを開閉するための車載ドア駆動システムは、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を伝達するクラッチと、前記クラッチの接続状態と切断状態とを切り替える切替手段とを備えており、前記車載ドア駆動システムは、各部の制御を行う制御手段を有しており、前記制御手段は、前記車両が走行していると判断できる走行認識状態を識別可能であり、前記車両が走行認識状態であると識別すると、前記クラッチが接続状態となるように前記切替手段を制御することに特徴を有する。

本構成の車載ドア駆動システムであれば、クラッチの接続状態と切断状態とを切り替える切替手段を有しており、この切替手段は車両の走行認識状態を識別可能な制御手段により制御されるので、車両が走行認識状態であると制御手段が識別した場合、クラッチを接続させて駆動源から車載ドアまでをロック状態にすることで、車両の振動等に起因した部品のぶつかり合い等による異音の発生を防止することができる。また、本構成では、車載ドア駆動システムに新たに振動緩衝部材等の部品を追加する必要もないので、コストアップを避けながら、異音防止対策を行うことができる。

本発明の車載ドア駆動システムでは、前記車両が走行認識状態となって前記クラッチが接続されると、前記駆動源が、予め設定した駆動力を発生させるように構成することも可能である。

本構成であれば、車両が走行認識状態となってクラッチが接続された直後に、駆動源が、予め設定した駆動力を発生させて、駆動源から車載ドアにかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）を取り除くことができるので、車載ドア駆動システムを構成する各部品はクラッチを接続しただけの状態よりもさらに規制が強化され、車両の振動等に起因した異音をなお一層防止することができる。

さらに、本発明に係る車両の車載ドアを開閉するための車載ドア駆動システムは、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を伝達するクラッチと、前記クラッチの接続状態と切断状態とを切り替える切替手段とを備えており、前記車載ドア駆動システムは、各部の制御を行う制御手段を有しており、前記制御手段は、前記車両の車載ドアの開閉状態を識別可能であり、前記車載ドアが閉状態であると識別すると、前記クラッチが接続状態となるように前記切替手段を制御することに特徴を有する。

本構成の車載ドア駆動システムであれば、クラッチの接続状態と切断状態とを切り替える切替手段を有しており、この切替手段は車両の車載ドアの開閉状態を識別可能な制御手段により制御されるので、車載ドアが閉状態（これは、車両が走行認識状態である場合を含む）であると制御手段が識別した場合、クラッチを接続させて駆動源から車載ドアまでをロック状態にすることで、車両の振動等に起因した部品のぶつかり合い等による異音の発生を防止することができる。また、本構成では、車載ドア駆動システムに新たに振動緩衝部材等の部品を追加する必要もないので、コストアップを避けながら、異音防止対策を行うことができる。

本発明の車載ドア駆動システムでは、前記車載ドアが閉状態となって前記クラッチが接続されると、前記駆動源が、予め設定した駆動力を発生させるように構成することも可能である。

本構成であれば、車載ドアが閉状態（これは、車両が走行認識状態である場合を含む）となってクラッチが接続された直後に、駆動源が、予め設定した駆動力を発生させて、駆動源から車載ドアにかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）を取り除くことができるので、車載ドア駆動システムを構成する各部品はクラッチを接続しただけの状態よりもさらに規制が強化され、車両の振動等に起因した異音をなお一層防止することができる。

本発明の車載ドア駆動システムでは、前記クラッチを接続したときの接続力を調節する接続力調節手段を備えることも可能である。

本構成であれば、接続力調節手段が、クラッチを接続したときの接続力を調節することができるので、クラッチへの供給電流等に起因するクラッチからの発熱を抑制することが可能となり、車載ドア駆動システムの故障等を未然に防ぐことができるとともに、クラッチの寿命を延ばすこともできる。

本発明の車載ドア駆動システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の車載ドア駆動システムの第２実施形態の構成を示す模式図である。 本発明の車載ドア駆動システムを実際に自動車の後部ドアに組み付けた一例を示す図である。 本発明の車載ドア駆動システムの詳細図である。 図１の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示したフローチャートの図である。 図１の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示した別のフローチャートの図である。 図２の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示したフローチャートの図である。 図２の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示した別のフローチャートの図である。 図２の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示したさらに別のフローチャートの図である。 図２の車載ドア駆動システムを作動させたときの一連の工程を示したさらに別のフローチャートの図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施の形態および図面に記載される構成に限定されるものではなく、当業者が実施し得る範囲において、あらゆる変更が可能である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の車載ドア駆動システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。車載ドア駆動システム１００は、駆動源１と、駆動源１からの駆動力を伝達するクラッチ２と、クラッチ２の接続状態と切断状態とを切り替える切替手段３とを備えている。駆動源１は、例えば電動式のモーターを採用することができる。クラッチ２は、例えば電磁クラッチを採用することができる。クラッチ２の接続状態と切断状態との切り替えを行う切替手段３としては、一般の電源スイッチ等を用いることができる。この電源スイッチをＯＮ／ＯＦＦして、クラッチ２を構成するクラッチプレート２ａに対して押圧力を付与したり、解除したりすることでクラッチ２の断続を行う。

車載ドア駆動システム１００は、各部の制御を行う制御手段４も備えている。この制御手段４は、走行認識状態を識別することができる。ここで、「走行認識状態」とは、車両が実際に走行している状態のみならず、車両が走行可能な状態、例えば、車両は停止しているがエンジンがかかっている状態、トランスミッションのシフトレバーがＰ（パーキング）やＮ（ニュートラル）以外の位置にある状態、運転席に人が座っている状態、あるいは、車両は停止しているがエンジンがかかっている状態でブレーキが操作されていない状態等も含めた状態をいう。

制御手段４は、上述の走行認識状態に基づいて、切替手段３を制御することができる。すなわち、車両が走行認識状態にあることを識別すると、制御手段４が、切替手段３に「クラッチ２を接続状態にせよ」という指令を送り、切替手段３はこの指令を受けてクラッチ２を接続状態にする。車両が走行認識状態にあるときクラッチ２を接続状態にすると、駆動源１から車載ドア５までがロック状態になるので、車両の振動等に起因した部品のぶつかり合い等による異音の発生を防止することができる。また、このような構成では、車載ドア駆動システム１００に新たに振動緩衝部材等の部品を追加する必要もないので、コストアップを避けながら、異音防止対策を行うことができる。

さらに、上記のように車両が走行認識状態となってクラッチ２を接続状態にした後、制御手段４は、駆動源１に「予め設定した駆動力を発生せよ」との指令を送り、設定駆動力を駆動源１から車載ドア５までの範囲に作用させることもできる。ここで、「予め設定した駆動力」とは、車載ドア５が作動しない程度の弱い力であってもよいし、ごく短い時間だけ発生する駆動力であってもよい。また、この予め設定した駆動力は十分に小さいので、車両の走行中に誤って車載ドア５が開いたりするようなことはない。

このように、車両が走行認識状態において予め設定した駆動力を発生させると、駆動源１から車載ドア５にかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）を取り除くことができるので、車載ドア駆動システム１００を構成する各部品はクラッチ２を接続しただけの状態よりもさらに規制が強化され、車両の振動等に起因した異音をなお一層防止することができる。

なお、上記の予め設定した駆動力の作用する方向は、車載ドア５を開けようとする方向であってもよいし、車載ドア５を閉じようとする方向であってもよいが、車載ドア５を閉じようとする方向であれば車載ドア５全体に対してより安定した規制がかかり、各部のガタツキ等を確実に排除することができるのでより好ましい。

また、車載ドア５に作用させる設定駆動力は、少なくとも１回かけてやればよく、さらに、設定駆動力付与後はバッテリーの浪費を防ぐために駆動源１を完全に停止させることが好ましい。例えば、駆動源１と車載ドア５との間にウォームギア等が介装されているような場合には、設定駆動力付与後に駆動源１を停止させてもウォームギアが戻ることがないため、駆動源１から車載ドア５にかけての機械的接続部は、遊び（ギアバックラッシュ等）が取り除かれて噛み合った状態を維持し、車両の振動等に起因する異音が発生することはない。

また、車載ドア駆動システム１００は、クラッチ２を接続したときの接続力を調節する接続力調節手段６を備えることも可能である。特に、クラッチ２として電磁クラッチを用いる場合では、クラッチ２へ供給する電流等に起因したクラッチ２からの発熱がしばしば問題となるが、このような場合に接続力調節手段６が設けてあると、例えば、パルス幅制御（ＰＷＭ制御）を行うことによりクラッチ２に流れる電流量を最小電流量（これは、例えば最大電流量の約２０％とすることができる）まで低減することができるので、発熱による車載ドア駆動システムの故障等を未然に防ぐことができるとともに、クラッチ２の寿命を延ばすこともできる。

具体的には、車載ドア５を作動させたい場合には、車載ドア５を持ち上げるために大きな駆動力が必要であり、このためクラッチ２を強く接続する必要がある。ところが、車両の走行認識状態を識別した後に駆動源１から車載ドア５にかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）を取り除くためにかける駆動力は、あまり大きくしてはならず、車載ドア５が作動しない程度に調節する必要がある。そこで、接続力調節手段６は、上記の２つの場合に関する情報を制御手段４から取得して、車載ドア５を作動させる場合と、機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）を取り除く場合とを識別し、それらの場合に応じて、切替手段３がクラッチ２を接続する接続力を調節している。これにより、クラッチ２の過熱を防止することができる。

＜実施例＞
次に、実施例として、本発明の車載ドア駆動システム１００を実際に自動車の後部ドアに組み付けた一例を図３に示す。また、車載ドア駆動システム１００の詳細図を図４に示す。

車載ドア駆動システム１００は、駆動源１として電気モーター２０、クラッチ２として電磁クラッチ２１を採用している。切替手段、制御手段、および接続力調節手段は、図示しない車載コンピュータが担っている。電磁クラッチ２１は、その入力側が電気モーター２０と接続され、出力側が減速機構２２と接続されている。減速機構２２はさらにアーム２３に連結され、アーム２３がロッド２４を介して後部ドア２５を押し引きすることによって後部ドア２５の自動開閉が行われる。なお、電磁クラッチ２１の出力側部材の外周部位には、異なった極性のマグネットが周方向に配置された検出用マグネット２７が備えられており、さらにこの検出用マグネット２７に対向する固定位置にホールＩＣ２８が設置されている。後部ドア２５の開閉動作に伴ってアーム２３が揺動すると、ホールＩＣ２８が矩形波を出力し、図示しない車載コンピュータがこの波数を計数することで、アーム２３の揺動量を検知することができる。また、揺動速度（後部ドア２５の移動速度）に関しては、矩形波の一波長が伸びることで、これを検出することが可能となる。以上のアームの揺動量および揺動速度に関する情報は、制御手段が、種々の制御を行うために利用することができる。

次に、第１実施形態による車載ドア駆動システム１００を作動させるときの工程を、フローチャートを用いて説明する。

図５は、図１の車載ドア駆動システム１００を作動させたときの一連の工程を示したフローチャートである。各工程を以下で詳細に説明する。

車載ドア駆動システム１００は、まずＳ１において、車載ドア５が自動作動中であるか否かを判断する。車載ドア５が自動作動中であると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、車載ドア駆動システム１００の異音防止機構は作動することなくそのまま終了する。車載ドア５が自動作動中でないと判断した場合（Ｎｏの場合）、Ｓ２に進行する。Ｓ２では、車載ドア駆動システム１００は、車両が走行状態にあるか否かを判断する。車両が走行状態にあると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、クラッチ２を接続状態にし（Ｓ３）、その後車載ドア駆動システム１００の異音防止機構の作動が終了する。車両が走行状態にないと判断した場合（Ｎｏの場合）、クラッチ２を切断状態にし（Ｓ４）、その後車載ドア駆動システム１００の異音防止機構の作動が終了する。

なお、Ｓ３のクラッチ２を接続状態にする工程は、クラッチ２の接続力を調節する工程を含んでいてもよい。この工程を実行することにより、クラッチ２への供給電流等に起因するクラッチ２からの発熱を抑制することが可能となり、車載ドア駆動システム１００の故障等を未然に防ぐことができるとともに、クラッチ２の寿命を延ばすこともできる。

図６は、図１の車載ドア駆動システム１００を作動させたときの一連の工程を示した別のフローチャートである。図６のフローチャートでは、クラッチ２を接続状態にした（Ｓ３）後に、駆動源１に予め設定した駆動力を発生させる工程（Ｓ５）を追加しているが、それ以外は図５のフローチャートと同様である。予め設定した駆動力は、クラッチ接続後、少なくとも１回発生させればよい。Ｓ５を実行すると、駆動源１から車載ドア５にかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）が取り除かれ、車両の振動による異音をより一層低減させることができる。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の車載ドア駆動システムの第２実施形態の構成を示す模式図である。車載ドア駆動システム２００は、駆動源１と、駆動源１からの駆動力を伝達するクラッチ２と、クラッチ２の接続状態と切断状態とを切り替える切替手段３とを備えている。駆動源１、クラッチ２、および切替手段３の構成は、第１実施形態と同様である。

車載ドア駆動システム２００は、各部の制御を行う制御手段４も備えている。この制御手段４は、車両の車載ドア５の開閉状態を識別することができる。ここで、車載ドア５の「開状態」とはドアがホディーから離れて開いている状態、またはドアがボディーから離れていなくてもラッチが噛んでいない状態等を意図し、「閉状態」とはラッチが噛んでいて、それを解除しなければドアが開けられない状態等を意図する。これらの状態は、カーテシスイッチ、ラッチスイッチ、ドアロックなどの状態から判断することができる。また、使用者がドアを開けようとして、信号（ハンドルスイッチ信号、自動作動開始スイッチ信号など）が入力されている場合は、ラッチを解除しようとする動作に入っているので、ドアは開状態であると判断する。

次に、車両の車載ドア５の開閉状態と車両の走行認識状態との関係について説明する。車載ドア５が開状態にあるとき、ドアを開放状態にして走行することは通常はないため、車両は停止しているものと見なすことができる。すなわち、車載ドア５が開状態のときは車両が走行認識状態であると判断することはない。ところが反対に、車載ドア５が閉状態であっても、必ずしも車両は走行状態にあるとは限らない。すなわち、車両が実際に走行している状態だけでなく、車両が走行可能な状態（例えば、車両は停止しているがエンジンがかかっている状態、トランスミッションのシフトレバーがＰ（パーキング）やＮ（ニュートラル）以外の位置にある状態、運転席に人が座っている状態、あるいは、車両は停止しているがエンジンがかかっている状態でブレーキが操作されていない状態など）でも車載ドア５を閉状態にしている場面が想定されるからである。従って、車載ドア５の閉状態には、車両の走行認識状態が含まれる。

制御手段４は、上述の車載ドア５の開閉状態に基づいて、切替手段３を制御することができる。すなわち、車載ドア５が閉状態にあることを識別すると、制御手段４が、切替手段３に「クラッチ２を接続状態にせよ」という指令を送り、切替手段３はこの指令を受けてクラッチ２を接続状態にする。クラッチ２を接続状態にすることで、第１実施形態と同様に異音の発生を防止することができる。本構成であれば、車載ドア駆動システム２００に新たに振動緩衝部材等の部品を追加する必要もなく、コストアップを避けながら、異音防止対策を行うことができる。

第２実施形態において、その他の構成要件等で第１実施形態と同様のものは、得られる作用効果等も第１実施形態と同様である。

次に、第２実施形態による車載ドア駆動システム２００を作動させるときの工程を、フローチャートを用いて説明する。

図７は、図２の車載ドア駆動システム２００を作動させたときの一連の工程を示したフローチャートである。各工程を以下で詳細に説明する。

車載ドア駆動システム２００は、まずＳ１１において、車載ドア５が自動作動中であるか否かを判断する。車載ドア５が自動作動中であると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、車載ドア駆動システム２００の異音防止機構は作動せずにそのまま終了する。車載ドア５が自動作動中でないと判断した場合（Ｎｏの場合）、Ｓ１２に進行する。Ｓ１２では、車載ドア駆動システム２００は、車載ドア５が閉状態にあるか否かを判断する。車載ドア５が閉状態にあると判断した場合（Ｙｅｓの場合）、クラッチ２を接続状態にし（Ｓ１３）、その後車載ドア駆動システム２００の異音防止機構の作動が終了する。車載ドア５が閉状態にないと判断した場合（Ｎｏの場合）、クラッチ２を切断状態にし（Ｓ１４）、その後車載ドア駆動システム２００の異音防止機構の作動が終了する。

なお、Ｓ１３のクラッチ２を接続状態にする工程は、クラッチ２の接続力を調節する工程を含んでいてもよい。この工程を実行することにより、クラッチ２への供給電流等に起因するクラッチ２からの発熱を抑制することが可能となり、車載ドア駆動システム２００の故障等を未然に防ぐことができるとともに、クラッチ２の寿命を延ばすこともできる。

図８は、図２の車載ドア駆動システム２００を作動させたときの一連の工程を示した別のフローチャートである。図８のフローチャートでは、クラッチ２を接続状態にした（Ｓ１３）後に、駆動源１に予め設定した駆動力を発生させる工程（Ｓ１５）を追加しているが、それ以外は図７のフローチャートと同様である。予め設定した駆動力は、クラッチ接続後、少なくとも１回発生させればよい。Ｓ１５を実行すると、駆動源１から車載ドア５にかけての機械的接続部の遊び（ギアバックラッシュ等）が取り除かれ、車両の振動による異音をより一層低減させることができる。

＜別実施形態＞
図９および図１０は、図２の車載ドア駆動システム２００を作動させたときの一連の工程を示したさらに別のフローチャートである。図９は図７とほぼ同様のフローチャートであり、図１０は図８とほぼ同様のフローチャートであるが、エンジンのＯＮ／ＯＦＦ状態によってクラッチ２を接続状態にするか否かを判断する工程（Ｓ２３）が追加されている。車載ドア５が閉状態である場合であっても、エンジンをＯＦＦ状態にして駐車を行うときなどは車載ドア駆動システム２００に駆動力を発生させる必要がないので、このような場合、Ｓ２３からＳ２５に進んでクラッチを切断状態にすることにより、無駄な電力の消費を抑えることができる。なお、本別実施形態では、エンジンのＯＮ／ＯＦＦを、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦに置き換えてもよい。

１：駆動源
２：クラッチ
３：切替手段
４：制御手段
５：車載ドア
６：接続力調節手段
１００：車載ドア駆動システム

Claims (3)

1. 駆動源と、
   前記駆動源からの駆動力を伝達するクラッチと、
   前記クラッチの接続状態と切断状態とを切り替える切替手段と
   を備えた、車両の車載ドアを開閉するための車載ドア駆動システムであって、
   前記車載ドア駆動システムは、各部の制御を行う制御手段を有しており、前記制御手段は、前記車両の車載ドアの開閉状態を識別可能であり、前記車両が走行可能な状態を含めた走行認識状態である場合、前記制御手段は、前記車載ドアが閉状態であると識別すると、前記クラッチが接続状態となるように前記切替手段を制御する車載ドア駆動システム。
2. 前記車載ドアが閉状態となって前記クラッチが接続されると、前記駆動源は、予め設定した駆動力を発生させる請求項１に記載の車載ドア駆動システム。
3. 前記クラッチを接続したときの接続力を調節する接続力調節手段を備えた請求項１又は２に記載の車載ドア駆動システム。

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