JP2005016252A - 車両用ドア開閉装置及び車両用ドア自動開閉方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、既存のチェックリンクを使用しながら、常に円滑にドアを自動開閉させる車両用ドア開閉装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、ドア開閉駆動部と、ドア開閉指令信号を出力する操作手段と、ドア開閉指令信号及び車両状況信号を検出する検出部と、検出部によって検出された信号に基づいてドア開閉駆動部を制御する制御部とを備えた車両用ドア開閉装置及び車両用ドア自動開閉方法に関する。
制御部は、ドア開閉時におけるドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うとともに、車両状況に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行い、補正処理後の指令値に基づく電圧をドア駆動用モータに印加して、ドアを所定の速度パターンで開閉駆動させる。異なるドア保持力を発生させるリンク部材を使用する場合は、それぞれの形状に応じた補正処理が可能となる。
【選択図】 図13
【解決手段】本発明は、ドア開閉駆動部と、ドア開閉指令信号を出力する操作手段と、ドア開閉指令信号及び車両状況信号を検出する検出部と、検出部によって検出された信号に基づいてドア開閉駆動部を制御する制御部とを備えた車両用ドア開閉装置及び車両用ドア自動開閉方法に関する。
制御部は、ドア開閉時におけるドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うとともに、車両状況に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行い、補正処理後の指令値に基づく電圧をドア駆動用モータに印加して、ドアを所定の速度パターンで開閉駆動させる。異なるドア保持力を発生させるリンク部材を使用する場合は、それぞれの形状に応じた補正処理が可能となる。
【選択図】 図13
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ドア開閉装置に係り、チェックリンクの形状に応じてドア開閉時のドア速度制御を変えることが可能であり、既存の手動ドア開閉装置のチェックリンクを使用しながら、常に円滑にドアを自動開閉させることが可能な車両用ドア開閉装置及び車両用ドア自動開閉方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、リンク部材(リンクレバー)を介して車両のドアに連結された駆動機構を備えた車両用ドア開閉制御装置において、開度検出手段により検出されたドア開度に応じてモータ出力を調整するようにしたものがある(例えば、特許文献1)。すなわち、この車両用ドア開閉制御装置において、モータの出力は、ドアの全閉位置から全開位置にかけての開度に応じて増加され、リンクレバーを介して作用する駆動力が、該ドアの開度にかかわらず常にほぼ一定となるように制御される。
【特許文献1】
特開平8−28136号公報(第2−3頁、図2、図3)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、弾性力の作用によりドアを閉方向に付勢する復帰用戻しバネの弾性力が、ドアの開度に応じて異なることに着目し、ドア開度のみをパラメータとして制御を行うものであった。なお、従来より、ドア駆動機構を構成するリンク部材として、ドアに配設されたチェック部材に所定のチェック力で保持される係止部を有するチェックリンクを使用したものがあり、その形状は車両により異なるものであった。このような従来のチェックリンクを使用した場合、チェック力が働く際にはドア開閉速度が変化してぎこちない動きになることがある。更に、チェックリンクの形状の相違によって、ドア開閉速度の変化量及び変化パターンがそれぞれ異なっている。従って、従来のチェックリンクを備えた駆動機構においては、ドア開度のみをパラメータとしたモータ出力制御を適用した場合は、ドアの動きが円滑にならずぎこちないドア開閉動作になるという問題点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、チェックリンクの形状に応じたドア自動開閉制御を行うことにより、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用しながら、常に円滑にドアを自動開閉させることが可能な車両用ドア開閉装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項1に記載の車両用ドア開閉装置によれば、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、車体に一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、前記ドアに配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うこと、により解決される。
このように構成すると、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、該チェックリンクによるチェック力が発生するときに、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0005】
請求項2に記載の車両用ドア開閉装置によれば、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、前記ドアに一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、車体に配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行う。
【0006】
また、請求項3に記載のように、前記検出部において、車両状況を検出し、該車両状況に応じた車両状況検出信号を前記制御部に出力すると共に、前記制御部において、前記車両状況検出信号に基づき、前記ドア速度制御を行うように構成すると好適である。このように構成すると、車両姿勢や風速といった車両状況の変化に応じたドア駆動負荷の変化を反映させたドア速度制御を行うことができるため、車両状況の変化があっても、常に目標とする速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御が可能である。
そして、請求項4に記載のように、前記車両状況は、具体的には、車両姿勢または/及び風圧である
【0007】
また、請求項5に記載のように、異なるドア保持力を発生させる複数のリンク部材のそれぞれに対して、該リンク部材を備えた前記ドア開閉駆動部により駆動されるドアの開閉において、前記制御部は、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成すると好適である。
このように構成すると、車両の種類ごとに形状が異なり、異なるドア保持力を発生させるように形成されている既存のリンク部材に対して、そのいずれを使用しても、それぞれのリンク部材のドア保持力によるモータ駆動負荷の増減を打ち消して、目標とするドア速度パターンを実現できるようなモータ電圧の指令値の補正処理を行うことができる。従って、既存のリンク部材のどれを使用しても、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。
【0008】
また、前記課題は、請求項6に記載の車両用ドア自動開閉方法によれば、車両用ドアをドア開閉駆動部により自動で開閉する車両用ドア自動開閉方法であって、前記ドア開閉駆動部の駆動源であるドア駆動用モータに印加する電圧の指令値に、前記ドア開閉時におけるドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うステップと、前記補正処理後の指令値に基づく電圧を、前記ドア駆動用モータに印加して前記ドアを開閉駆動させるステップと、を行うことにより解決される。
このように、ドア駆動用モータに印加する電圧の指令値に、ドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うので、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、チェックリンクのチェック力に基づくドア保持力の発生により、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図1乃至図16は本発明の一実施形態を示す図で、図1は車両においてドアが半開き状態にある様子を示す説明図、図2は車両用ドア開閉装置によってドアが全開状態にある様子を示す説明図、図3は内側ドアハンドルの構成を示す斜視図、図4は外側ドアハンドルの構成を示す斜視図、図5は車両のドアおよび運転席操作スイッチの構成を示す説明図、図6はドア開閉駆動部が配設されたドアの一部切欠側面図、図7は変形防止ガイド部材を備えたドア開閉駆動部の構成を示す側面図、図8は車両用ドア開閉装置の全体構成を示すブロック図である。
【0010】
(車両用ドア開閉装置の構成)
はじめに、図1乃至図8を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置の構成について説明する。図8に示す符号Sは、本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置である。
この車両用ドア開閉装置Sは、乗用自動車等の車両50(図1,図2参照)に配設され、この車両50に設けられたドア52を手動開閉可能な状態から自動的に開閉する状態に切り替えて自動式に開閉させるためのものである。
本実施形態に係る車両用ドア開閉装置Sは、図8に示す通り、操作部10と、検出部20と、制御部30と、ドア開閉駆動部40と、車両状況検知部70と、から構成されている。
【0011】
操作部10は、ワイヤレスリモコン11と、運転席操作スイッチ12と、内側ドアハンドル13と、外側ドアハンドル14と、から構成されている。
ワイヤレスリモコン11は、図1,図2に示すように、運転者等が車外からドア52の開閉操作を行えるものであり、例えば、開操作スイッチおよび閉操作スイッチを有して構成されている。このワイヤレスリモコン11の開操作スイッチを操作すると、後述する受信部21に開操作信号が出力され、ワイヤレスリモコン11の閉操作スイッチを操作すると、後述する受信部21に閉操作信号が出力されるようになっている。
運転席操作スイッチ12は、図5に示すように、ドア52の内側に形成されたアームレスト57に設けられている。この運転席操作スイッチ12には、運転席、助手席、左後部座席、右後部座席の各座席に対応した操作スイッチが設けられており、この各操作スイッチを操作すると、各座席に対応した開操作信号および閉操作信号を受信部21に出力することができるようになっている。
【0012】
内側ドアハンドル13は、図2,図3に示すように、ドア52の室内側面に配設されると共に、ハンドルレバー13aを有して構成されている。本実施形態の車両50では、このハンドルレバー13aを室内側(図3に示す矢印Aの方向)に引くと、後述するロック部54とストライカー部材56の係合が解除され、ドア52が開くようになっている。一方、外側ドアハンドル14は、図1,図4に示すように、ドア52の外側面に配設されると共に、ハンドルレバー14aを有して構成されている。このハンドルレバー14aを車両外側(図4に示す矢印Bの方向)に引くと、後述するロック部54とストライカー部材56の係合が解除され、ドア52が開く構成となっている。
【0013】
検出部20は、後述する車両50に設けられたドア52(図1,図2参照)の操作状況に応じて得られる種々の信号を検出するためのものであり、受信部21と、エンコーダ22と、内側ドアハンドルスイッチ23と、外側ドアハンドルスイッチ24と、センサ検知信号検出部25と、から構成されている。
受信部21は、ワイヤレスリモコン11から発せられる赤外線や電波などを受信することができるように適宜選択される。そして、受信部21は、ワイヤレスリモコン11による開操作又は閉操作に応じて発せられるリモート信号を受信して、後述する信号処理部33に受信信号を出力するように構成されている。
【0014】
エンコーダ22は、ドア52の回動軸中心(例えば、後述するドアヒンジ46)に配設され、ドア52の開度に応じた数のパルスを制御部30のカウンタ34に出力することができるように構成されている。また、エンコーダ22には、例えば、複数のスリットが環状に設けられた円板と、光学素子とを備えてなる光学式ロータリエンコーダ等が用いられる。なお、エンコーダ22は、絶対的な回転量に応じたパルスを出力することが可能なアブソリュート型で構成されていることが望ましい。これにより、ドア52の絶対的な開度を正確に検出することが可能となる。また、コスト低減のために、ホールICを用いて位置検出を行っても良い。
【0015】
内側ドアハンドルスイッチ23は、内側ドアハンドル13(図2,図3参照)によるドア開扉操作態様を検出するためのものである。この内側ドアハンドルスイッチ23は、内側ドアハンドル13が閉じている状態にあるときに、制御部30のドアハンドル操作検出部35にドアハンドル閉操作信号(例えば、LOW信号)を出力すると共に、内側ドアハンドル13が開いている状態にあるときに、ドアハンドル操作検出部35にドアハンドル開操作信号(例えば、HIGH信号)を出力することができるように構成されている。
外側ドアハンドルスイッチ24は、外側ドアハンドル14(図1,図4参照)によるドア開扉操作態様を検出するためのものである。この外側ドアハンドルスイッチ24は、外側ドアハンドル14が閉じている状態にあるときに、制御部30のドアハンドル操作検出部35にドアハンドル閉操作信号(例えば、LOW信号)を出力すると共に、外側ドアハンドル14が開いている状態にあるときに、ドアハンドル操作検出部35にドアハンドル開操作信号(例えば、HIGH信号)を出力することができるように構成されている。
【0016】
センサ検知信号検出部27は、後述する車両状況検出部70において検知された信号を検出するためのものである。ここで検出された信号は、後述する制御部30に送信され、車両状況を判定するために利用される。
【0017】
車両状況検出部70は、車両の状況を検出するためのものであり、傾斜角センサ71と、風圧センサ72とから構成される。
傾斜角センサ71は、具体的には、車両の前後方向の傾斜角を検出するもので、例えば、錘を弾性部材(例えば、一対のバネ)を介して車体に対して前後方向に変位可能に支持しておき、錘の前後方向の変位量が出力される。そして、この変位量から車両の傾斜角及び傾斜方向が算出される。なお、車両の車体幅方向の傾斜角を検出するための傾斜角センサを別に設けて、車体の前後方向の傾斜角と幅方向の傾斜角との組み合わせを車両姿勢検出値とすることもできる。
風圧センサ72は、その検出値に基づき、車両に対する風圧の作用方向とその大きさを算出するためのセンサで、例えば、ピエゾ抵抗効果により内部抵抗が大きく変化することを利用して圧力の大きさを検出する公知の半導体圧力センサを用いることができる。この風圧センサは、少なくとも車両の前方、後方、左側方及び右側方の4方向に向けて配設される。
【0018】
制御部30は、検出部20から得られる検出信号に基づいて演算を行うと共に、得られた演算結果に基づいてドア開閉駆動部40を駆動制御するためのものであり、制御回路31と、駆動回路32とから構成されている。制御回路31は、図示しないCPUや、このCPUを動作させるためのプログラムが格納されると共に、演算処理された情報を一時的に記憶させるためのROM、RAM等を備えた演算回路で構成され、信号処理部33,カウンタ34,ドアハンドル操作検出部35、車両状況判定部36、演算処理部(不図示)を主要構成とするものである。
【0019】
信号処理部33は、後述するように、遠隔操作手段から受信部21が受信した信号に基づいて、不図示のランプの点滅、クラッチ42、ドアロック用モータ48、クローザモータとしてのドア駆動用モータ41などを含めてドア開閉駆動部40への制御処理を行うものである。
カウンタ34は、エンコーダ22から出力されたパルス数をカウントし、このパルス数をドアの開度に換算することができるように構成されている。また、このパルス周期からドアの移動速度を検出するように構成されている。更に、このパルス幅からモータ負荷を検出し、異常検出手段とすることもできる。すなわち、ドア52が閉じるときに、パルス幅が所定長以上ならば、挟み込みが発生していると判断し、ドアを反転駆動させるようにしてもよい。なお、エンコーダ22及びカウンタ34は、本発明に係るドア開度検出手段に相当するものである。
【0020】
ドアハンドル操作検出部35は、内側ドアハンドルスイッチ23および外側ドアハンドルスイッチ24からそれぞれ出力されるドアハンドル開操作信号およびドアハンドル閉操作信号を検出することにより、内側ドアハンドル13及び外側ドアハンドル14の開操作の有無を検出することができるように構成されている。
なお、ドアハンドル操作検出部35は、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24からそれぞれ出力されるドアハンドル開操作信号およびドアハンドル閉操作信号(以下、まとめてドアハンドル操作信号と言う)に基づいて、内側ドアハンドル13又は外側ドアハンドル14のどちらが操作されたかということを判別可能に構成されていても良い。
【0021】
車両状況判定部36では、センサ検知信号検出部25から出力された信号に基づいて、車両状況を判定し、判定された車両状況情報は、ドア52の自動開閉制御に使用される。
そして、上述の信号処理部33、カウンタ34、ドアハンドル操作検出部35を有して構成された制御回路31は、カウンタ34によって得られるドアの開度情報及びドアの速度情報に基づいて、信号処理部33が、受信部21が受信した開信号や閉信号の回数、受信時間などに応じて、モータ制御信号およびクラッチ制御信号を駆動回路32に出力することが可能となっている。また、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24から出力されるドアハンドル操作信号に応じて、モータ制御信号およびクラッチ制御信号を駆動回路32に出力することが可能となっている。なお、制御回路31全体の動作詳細については後述する。
【0022】
駆動回路32は、ランプの点灯、点滅信号を出力制御すると同時に、ドア開閉駆動部40を制御するためのものである。駆動回路32は、不図示のバッテリから電力供給されると共に、制御回路31から出力された各モータ制御信号に応じて、ドア駆動用モータ41,ドアロック用モータ48,リリース用モータ49に所定のモータ電圧をそれぞれ印加することができるように構成されている。また、駆動回路32は、制御回路31から出力されたクラッチ制御信号に応じて、クラッチ42に励磁信号を出力することができるように構成されている。
【0023】
ドア開閉駆動部40は、ドア52を自動式に開閉させるための駆動源となるものであり、ドア駆動用モータ41と、クラッチ42と、リンク機構部45と、ドアロック用モータ48と、リリース用モータ49と、から構成されている。ドア駆動用モータ41は、例えば、ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等で構成され、駆動回路32によって印加されたモータ電圧に基づいて回転軸(不図示)を回転させ、リンク機構部45を駆動させることができるように構成されている。
【0024】
本実施形態の車両用ドア開閉装置Sが装備された車両50の側部には、ドア開口部51が形成されており、ドア開口部51の車両前方側にはピラー53が配設され、ドア開口部51の車両中央側にはピラー55が配設されている。そして、ドア開口部51には、このドア開口部51を塞ぐように、ドア52が車両前方側に設けられたドアヒンジ46により開閉自在に取り付けられている。そして、ドア駆動用モータ41は、図6に示すように、ドア52の内部に固設されている。
クラッチ42は、ドア駆動用モータ41の上端部に配設され、駆動回路32から出力された励磁信号に応じて、ON/OFF制御される電磁クラッチで構成されている。すなわち、クラッチ42は、ON状態にあるときに、ドア駆動用モータ41の回転力を駆動軸43に伝達すると共に、OFF状態にあるときに、ドア駆動用モータ41の回転力を駆動軸43に伝達しないように構成されている。
【0025】
リンク機構部45は、上述したように、ドア駆動用モータ41の回転力によって駆動し、ドア52を開閉させるためのものである。本実施形態に係るリンク機構部45は、図6に示すように、クランクアーム45aと、リンク45bと、リンク部材45cとから構成されている。クランクアーム45aは、一端が上述した駆動軸43に連結され、他端がリンク45bの一端に連結されている。リンク45bの他端はリンク部材45cの一端に連結され、リンク部材45cの他端は支持軸44aに回動可能に軸支されている。そして、支持軸44aが車体側に設けられた軸受部44bに連結されることにより、ドアと車体とが連係されている。
なお、リンク部材45cの長手方向の略中央には、ドア52に設けられたチェック機構部60の内部を貫通し、チェック機構部60のハウジング61に収納されたチェック部材63と係合するための溝部62が形成されている。チェック部材63は、同じくチェック機構部60のハウジング61に収納された弾性体64によって、リンク部材45cを上下から挟持する方向に付勢されている。
【0026】
ドア52の開閉に伴い、リンク部材45cはこのチェック機構部60の内部を摺動する。そして、上述した溝部62の前後に設けられた斜面がチェック部材63に設けられた凸部に当接すると、上述した弾性体64の付勢力により大きな摺動抵抗が生じ、リンク部材45cの動きが減速される。そして、リンク部材45cの溝部62が上記チェック部材63の凸部に係合すると、リンク部材45cは所定のチェック力で保持される。そして、ドア52が半開位置で保持されるようになっている。このようなチェック力を発生するリンク部材は、ドア開閉装置を備えていない手動式のドアに通常設けられる既存のリンク部材をそのまま使用することができる。
なお、リンク部材45cの強度が不足する場合、図7のようにリンク部材45cの上下に変形防止ガイド部材65を設け、リンク部材45cの上下方向の変位を規制するようにしてもよい。
【0027】
リンク45bとクランクアーム45aとの連結部、及びリンク45bとリンク部材45cとの連結部は、いずれもボールジョイントで構成されている。このボールジョイントは、球形面を有する回動部材を備え、該球形面がリンク45bの両端に設けられた軸承部の内面に摺接され、3次元的に回動可能に構成されている。このように構成されていることにより、リンク45bは、直線形状を保持したままでリンク部材45cとクランクアーム45aとを連係し、駆動軸44の出力をリンク部材45cに伝達している。
そして、本実施形態のリンク機構部45において、クラッチ42がON制御された状態でモータ41が正逆回転すると、この回転力がクラッチ42を介して駆動軸43に伝達される。そして、駆動軸43の出力により、駆動軸43との連結部を中心としてクランクアーム45aが回動する。
【0028】
また、例えば図2に示すように、ドア52が全開してモータ41が停止状態にあるとき、クラッチ42を介してモータ41の負荷抵抗がドア52に掛かるようになっており、これにより、ドア52が全開位置で保持することが可能になっている。一方、クラッチ42がOFF制御された状態では、モータ41とリンク機構部45との接続が解除されるため、ドア52を手動で操作することが可能となる。このとき、モータ41の負荷がドア52に掛からないので、搭乗者は容易にドア52を開閉させることができる。
【0029】
(車両用ドア開閉装置の動作)
まず、図9乃至図17を参照しながら、上記構成からなる車両用ドア開閉装置Sの動作について説明する。
図9は本実施形態のドア開閉制御の全体の流れを示すフローチャートである。
▲1▼ドア自動開閉操作
はじめに、本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、ドア自動開操作が行われたか否かの判断を行う(ステップS10)。ドア自動開操作の有無の判断は、ドアハンドル操作検出部35または受信部21において行われる。すなわち、ドアハンドル操作検出部35において判断される場合は、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24から所定のドアハンドル閉操作信号が検出されたか否かによって、ドア自動開操作の有無が判断される。
【0030】
ここで、所定のドアハンドル開操作信号とは、例えば、ドアハンドルのハンドルレバーを引いてドア52を開け、このドアが所定の開度以下にあるときにハンドルレバーを戻した場合に検出されるものとすることができる。また、アームレストに設けた運転席操作スイッチ12に形成された4つのボタンにより、各ボタンに割り当てられたドアの自動開/閉操作を行うように構成するものとしてもよい。
【0031】
そして、受信部21において判断される場合は、ワイヤレスリモコン11による開操作又は閉操作に応じて発せられるリモート信号を受信したか否かによって判断される。ワイヤレスリモコン11には、5つのスイッチボタンを形成し、それぞれにAL(全席)、FR(運転席)、FL(助手席)、BR(後部右側席)、BL(後部左側席)としても良い。このように構成して、開けたいドアのみを指定して、開閉することが可能となるようにしても良い。スマートキーを操作手段とする場合は、スマートキーを所持した状態で車両に近づき、例えば、上記のような所定のドアハンドル操作を行うことにより、ドア自動開操作の有無が認識されるように構成することができる。
【0032】
ドア自動開操作がなかったと判断した場合(ステップS10:NO)には、続いて、ドア自動閉操作が行われたか否かの判断を行う(ステップS20)。ドア自動閉操作の有無の判断は、ドア自動開操作の有無の判断と同様に行われる。すなわち、ドアハンドルを所定の態様で操作した場合の信号に応じて判断されるものとすることができる。また、運転席操作スイッチ12、ワイヤレスリモコン11の操作に応じた信号により判断されるものとしてもよい。
そして、ドア自動閉操作がなかったと判断した場合(ステップS20:NO)には、ステップS10およびステップS20の処理を繰り返し行う。このドア自動開/閉操作の検出・判断処理は、一定時間間隔(例えば、4m秒毎)で行われる。
【0033】
▲2▼ドア開動作
次に、ドア開動作(ステップS11〜ステップS17)について説明する。
ドア自動開操作があったと判断された場合(ステップS10:YES)には、ドア開度の検出を行い(ステップS11)、ドア52の現在位置を確認する。ドア開度の検出処理は、エンコーダ22を用いて行う。すなわち、搭乗者によって開けられたドア52の開度に応じた数のパルスがカウンタ34に出力され、このパルス数をカウンタ34においてカウントすることにより、ドア52の開度が算出される。
【0034】
本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、所定の速度パターンでドアを開閉させるために、モータ電圧の指令値として、チェック力の発生パターンに応じて補正処理を行ったデータを使用する。以下、その補正処理について説明する。
本実施形態の車両50においては、停車時の車両状況に応じてドア52の開動作速度が可変することになる。すなわち、車両50が急な下り坂に停車している場合や、ドア52の内側に突風が吹きつけた場合には、ドアが勢い良く開くこととなる。一方、車両50が急な上り坂に停車している場合や、ドア52の外側に突風が吹きつけた場合には、ドアがゆっくり開くこととなる。
【0035】
そして、本実施形態の制御回路31に保存された演算プログラム中には、ドア52を、予め設定したドア速度の目標値ω(X)で作動させるためのモータ電圧の指令値V(X)が初期設定値として保存されている。図10はドア速度ωとドア開度Xとの関係を示す図である。これが目標とする速度制御パターンである。すなわち、本実施形態では、目標値ω(X)は、ドア開閉動作初期の動き始めの速度を直線的に増加(スロースタート)させ、その後一定速度を保ち、ドア開閉動作終了時には直線的に速度を減少(スローエンド)させる速度パターンである。このような速度パターンにすると、ドアの動き始めが滑らかな動きになり、閉まるときにもバタンと勢い良く閉まることがなく静かにドアが閉まる。従って、高級感のあるドアの開閉動作が得られ、快適性が向上する。
なお、このω(X)が本発明に係る所定の速度パターンに相当する。
【0036】
図11は図10の速度制御におけるモータ電圧Vとドア開度Xとの関係を示す図である。図10、図11の実線が平地かつ無風での関係を示しており、Voとωoがドア開作動時、Vcとωcがドア閉作動時の関係を示している。このVoが、ドア開作動時におけるモータ電圧の指令値の初期設定値であり、Vcが、ドア閉作動時におけるモータ電圧の指令値の初期設定値である。つまり、縦軸の正の方向側に開作動のグラフ、負の方向側に閉作動時のグラフが示され、モータの回転とドア速度が閉作動時と開作動時とで逆方向となっていることを示す。
なお、図10と図11の実線が平地の場合であり、点線は、車両が傾斜地で下向きに停車中の場合、もしくは追い風の場合のモータ電圧である。この場合、上述したように、平地よりもモータ駆動負荷が小さくなる。また、図の一点鎖線は、車両が傾斜地で上向きに停車中の場合、もしくは向かい風の場合のモータ電圧である。この場合、平地よりもモータ駆動負荷が大きくなる。
【0037】
図12は、本実施形態のドア開閉駆動部40に使用されているチェックリンクの斜視図である。リンク部材45cは、上述したようにチェックリンクである。その形状は、略中央に溝部を有し、溝部の両側にそれぞれ傾斜角一定の斜面が形成され、その両側に逆方向の傾斜の斜面が形成されている。なお、リンク部材45cの一方の端部にはストッパ部材66が設けられており、全開位置まで開作動されたドアがそれ以上開かないように規制する。そして、その端部の先端にはリンク45bのボールジョイントに連結されている。
ドアが開閉する際には、上述の溝部や斜面がチェック機構部60の内部を摺動して通過する。その際、チェック機構部60に設けられた弾性体64の付勢力により摺動抵抗が発生し、その動きが減速または加速される。そして、このリンク部材45cの速度変化に伴って、ドアの開閉速度も変化する。従って、図11に示すような一定のドア駆動力を与えるモータ電圧を印加しただけでは、図10に示すようなドアの速度パターンは実現されない。
【0038】
図13にチェックリンクによるチェック力をモータの電圧負荷に換算した値とドア開度との関係のグラフの一例を示す。図13において、実線(Vcheck)は、チェック力によるモータ電圧負荷の増減量を示している。そして、Vcheck上のA、B、C、D、Eで示される各位置の値は、それぞれ、グラフの上方に示したチェックリンクの側面から見た形状のA、B、C、D、Eの各部位において発生するチェック力に対応している。また、図13において、一点鎖線(V)は、チェック力を発生しないリンク部材を想定したモータ電圧の指令値(図11)を示している。この指令値に、チェック力によるモータ電圧負荷の増減分を加算して補正すると、図13の点線(Vr)のようなパターンが得られる。
【0039】
このようなチェック力の発生に伴うドア開閉動作時のモータ電圧負荷の増減量は、チェックリンクの形状により異なる。また、チェック機構部の構成により異なる。従って、車両によって形状の異なる既存のチェックリンクを使用すれば、そのことによってモータ電圧負荷が増減する。そこで、本実施形態の車両用ドア開閉装置では、使用するチェックリンク及びチェック機構部の構成に応じて、ドア開閉時のモータ駆動負荷の増減パターンを変更することができる。こうすることにより、車両ごとに異なるリンク部材を使用した場合でも、制御回路において、この増減パターンに応じたモータ電圧の指令値の補正処理を行うことにより対応できるので、様々なリンク部材を使用することができる。従って、汎用性が高いドア開閉装置として使用することができるのである。
この際、予め複数種類のチェックリンクに対応した複数のドア開閉時のモータ駆動負荷の増減パターンを記憶させておき、設定スイッチの切り替え等により、切り替えるようにすることができる。また、必要に応じて制御回路と外部の記憶装置とを接続し、書き換えるようにしてもよい。
【0040】
そして、本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、以上の補正処理がなされたモータ電圧の補正値(Vr)に、更に車両姿勢や風速等の車両状況に応じて補正を加える。以下、車両状況に応じたモータ電圧への加算値の算出(ステップS12)について説明する。
【0041】
図14に、ステップS12で行われる処理のフローチャートを示す。
まず、車両姿勢を検出・判定し、車両姿勢に応じたモータ電圧への加算値を算出する(ステップS12―1〜ステップS12−7)。車両姿勢の検出は、上述した傾斜角センサを用いて行う。そして、傾斜角センサの検出信号が所定値以上の大きさの出力であれば(ステップS12−1:YES)、坂道であると判定される。次に、検出信号から傾斜角の大きさと傾斜の方向を算出する(ステップS12−2)。そして、車両が上向きであると判定されれば(ステップS12−3:YES)、加算値V(D)=Vdとする(ステップS12−4)。車両が下向きであると判定されれば(ステップS12−5:YES)、加算値V(D)=−Vdとする(ステップS12−6)。そして、傾斜角センサの検出信号が所定値以下の大きさであれば(ステップS12−1:NO)、または傾斜角の大きさが所定値以下であれば(ステップS12−5:NO)、加算値V(D)=0とする(ステップS12−7)。なお、Vdは傾斜角の大きさに応じた値となる。
【0042】
次に、風圧を検出・判定し、風圧に応じたモータ電圧への加算値を算出する(ステップS12―8〜ステップS12−14)。風圧の検出は、上述した複数の風圧センサを用いて行う。そして、いずれかの風圧センサの検出信号が所定値以上の大きさの出力であれば(ステップS12−8:YES)、風有りと判定される。次に、検出信号から風圧力の作用方向と大きさを算出するとともに、その風圧力の車両前後方向成分を抽出する(ステップS12−9)。そして、この成分に対して以下の判定を行う。すなわち、所定値以上の圧力で車両前方から後方に向かって作用していれば、向かい風であると判定され(ステップS12−10:YES)、加算値V(W)=Vwとする(ステップS12−11)。所定値以上の圧力で車両後方から前方に向かって作用していれば、車両が追い風であると判定され(ステップS12−12:YES)、加算値V(W)=−Vwとする(ステップS12−13)。そして、いずれの風圧センサの検出信号も所定値以下の大きさであれば(ステップS12−8:NO)、または車両前後方向の成分の絶対値が所定値以下であれば(ステップS12−12:NO)、V(W)=0とする(ステップS12−14)。なお、Vwは風圧力の大きさに応じた値となる。
【0043】
以上の補正処理が終了した後、開作動可能となる。ここで、ドアが全閉状態であれば、ドアロック用モータ48を作動させてドアロックが解除される。ドアロック用モータ48が停止すると、リリース用モータ49によりラッチが解除され、ドア開作動可能となる(ステップS13)。
そして、制御回路31から駆動回路32にドア開閉駆動信号が出力されると、駆動回路32は、ドア開閉駆動信号に応じてクラッチ42へ励磁信号を出力するとともに、ドア駆動モータ41に所定のモータ電圧を印加する。このようにして、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42が駆動され(ステップS14)、ドア52が開方向に作動される(ステップS15)。
【0044】
次に、図15を参照しながら、ステップS15で行われる開動作処理について説明する。まず、上述したように、ステップS12において検出された車両姿勢や風速等の車両状況に基づく加算値V(D)とV(W)とを、現在使用中のチェックリンクによるチェック力の発生パターンに基づき補正を行って得られたモータ電圧の補正値Vrに加算し、最終的に用いられるモータ電圧の指令値のパターンVo´(X)を算出する。すなわち、Vo´(X)=Vr+V(D)+V(W)とする演算により、図17に示すようなモータ電圧のパターンが得られる。
そして、ドアの現在の開度検出値(例えば、x)と図17に示される補正後のモータ電圧の指令値Vo´(X)とドア開度Xとの関係に基づき、制御回路31は、ドア開度=xの場合のモータ電圧Vo´(x)を抽出し、モータ電圧指令値に設定する(ステップS15―1)。そして、ドア駆動用モータ41が上記のモータ電圧Vo´(x)により駆動され、ドア52が開方向に作動する(ステップS15―2)。
【0045】
そして、ステップS16では、その時点のドア開度と予め設定された設定値とを比較し、ドア開度が設定値に達しているかどうか判断する。そして、設定値に達していない場合には(ステップS16:NO)、ドアの現在の開度検出値にもとづき、再びドア開作動(ステップS15)を行う。ここで、ドア開度の設定値とは、ドア52をどの角度まで開作動させるかを示すものであり、本例ではドア半開時の開度に設定されているが、ドア全開時の開度としてもよく、また、搭乗者の操作により任意に変更可能とすることもできる。また、あらかじめ利用状況を想定して何種類かの設定値を記憶させておき(例えば、▲1▼職場駐車場、▲2▼自宅ガレージ、▲3▼路上、等)、スイッチ操作によって変更させることもできる。
そして、ドア開度が前記設定値に達した場合には(ステップS16:YES)、ドア開作動を停止する処理を行い(ステップS17)、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42の駆動を停止させる(ステップS18)。
【0046】
▲3▼ドア閉動作
続いて、ドア閉動作(ステップS21〜ステップS33)について説明する。
ドア自動閉操作があったと判断された場合(ステップS20:YES)には、ドア開度の検出を行い(ステップS21)、ドア52の現在位置を確認する。ドア開度検出処理はステップS11で既に述べたとおりである。そして、ステップS22において、ステップS12と同一の手順で車両状況に応じたモータ電圧への加算値の算出を行う。そして、ドア閉作動可能となる(ステップS23)。
続いて、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42が駆動され、(ステップS24)、ドア52が閉方向に作動される(ステップS25)。
【0047】
次に、図16を参照しながら、ステップS25で行われる閉動作処理について説明する。ステップS15と同様に、Vrと、ステップS22において算出された車両姿勢や風速等の車両状況に基づく加算値V(D)とV(W)とから、最終的に用いられるモータ電圧の指令値のパターンVc´(X)を算出する。ここで、ドア開作動とドア閉作動ではドアが逆方向の運動をするため、車両状況のモータ駆動負荷への影響は逆に作用する。従って、開作動時に加算した補正量は、閉作動時には減算する。すなわち、Vc´(X)=Vr(X)−V(D)−V(W)とする演算により、図17に示すようなモータ電圧の指令値のパターンが得られる。
そして、ドアの現在の開度検出値(例えば、x)と補正後のモータ電圧の指令値Vc´(X)とドア開度Xとの関係に基づき、制御回路31は、ドア開度=xの場合のモータ電圧Vc´(x)を抽出し、モータ電圧指令値に設定する(ステップS26―1)。そして、ドア駆動用モータ41が上記のモータ電圧Vc´(x)により駆動され、ドア52が閉方向に動作する(ステップS26―2)。
【0048】
そして、ステップS26では、いわゆる半ドア状態(ハーフラッチ)かどうか判断し、半ドア状態でない場合には(ステップS26:NO)、ドアの現在の開度検出値にもとづき、再びドア閉作動(ステップS26)を行い、半ドア状態になるまで閉作動を続ける。そして、半ドア状態に達した場合には(ステップS26:YES)、ドア閉作動を停止する処理を行い(ステップS27)、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42を停止させる(ステップS28)。
なお、ステップS26における半ドア(ハーフラッチ)の判定は、図示しないドア開閉状態検出センサで検出されるドア全閉信号が検出されない状態で、エンコーダ22で検出されるドア開度がゼロである場合に半ドアであると判定しても良い。また、リミットスイッチのような公知の検出手段の信号により判定してもよい。
【0049】
そして、クローザモータとしてのドア駆動用モータ41を駆動して(ステップS29)、クローザ作動処理を行う(ステップS30)。そして、ドアが全閉(フルラッチ)になったかどうか判断する。全閉(フルラッチ)になっていない場合(ステップS31:NO)、クローザ作動処理を継続して行う(ステップS30)。全閉(フルラッチ)になった場合(ステップS31:YES)、クローザを停止する(ステップS32)。これによって、ストライカー部材56の引き込みを完了させ、ドア52を完全閉塞する。そして、クローザモータを停止する(ステップS33)。
【0050】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(イ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、上述のように、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、車体に一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、前記ドアに配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成されているので、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、該チェックリンクによるチェック力が発生するときに、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0051】
(ロ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sでは、前記検出部において、車両状況を検出し、該車両状況に応じた車両状況検出信号を前記制御部に出力すると共に、前記制御部において、前記車両状況検出信号に基づき、前記ドア速度制御を行うように構成しているので、車両姿勢や風速といった車両状況の変化に応じたドア駆動負荷の変化を反映させたドア速度制御を行うことができる。従って、車両状況の変化があっても、常に目標とするドア速度パターンを実現させるドア速度制御が可能である。
【0052】
(ハ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sでは、異なるドア保持力を発生させる複数のリンク部材のそれぞれに対して、該リンク部材を備えた前記ドア開閉駆動部により駆動されるドアの開閉において、前記制御部は、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成しているので、異なるドア保持力を発生させる既存のリンク部材のいずれを使用しても、それぞれのドア保持力によるモータ駆動負荷の増減を打ち消して、目標とするドア速度パターンを実現できるようなモータ電圧の指令値の補正処理を行うことができる。従って、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。
【0053】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
(a)上記実施形態では、車両用ドア開閉装置Sが蝶番式のドア52を有する車両50に備えられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、跳ね上げ式のドアを有する車両等に用いられていても良い。さらに、自動開扉させるドアは、前席用のドアに限らず、後席用や背面ドア等であっても良い。
【0054】
(b)ドア52にタッチセンサや負荷センサを設け、ドア52に外部から負荷が掛かった場合に、ドア52の開閉制御が自動的に停止されるような構成であっても良い。すなわち、ドア52の自動開閉中における開度検出と共に、負荷検出および検出負荷判断を行い、この検出負荷判断処理にて、予め設定した負荷を超えたと判断した場合に、ドア52を停止させるようにしても良い。このようにすると、自動開閉中のドア52に搭乗者が触れるだけでドア52の自動開閉を停止させることができる。従って、狭い駐車場に車両50を駐車した際などに有効である。
【0055】
(c)車両50のドア52の付近に音声報知装置や表示報知装置等を設け、車両用ドア開閉装置Sがドア52を自動式に開閉させている最中に、その旨を前記音声報知装置や表示報知装置等によって報知するように構成されていても良い。また、車両用ドア開閉装置Sの作動中に車両50を発進させてしまわないように、運転席等に警告灯を設けても良い。
【0056】
(d)上記実施形態では、車両用ドア開閉装置Sがドアヒンジ46で回動可能に保持されるドア52を有する車両50のドア52側に備えられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両50の車体側にドア駆動用モータ41と、クラッチ42と、リンク機構部45とを配設し、リンク部材45cを回動可能に軸支する軸受部44bをドア52側に設ける構成としてもよい。
【0057】
(e)上記実施形態では、リンク機構部45がクランクアーム45aとリンク45bとリンク部材45cとから構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、クランクアーム45aの下端部に噛合するピ二オンを有し、該ピニオンを介して駆動軸43の出力を伝達する構成であっても良い。また、駆動軸43とクランクアーム45aが複数の歯車からなる減速機構を介して連結される構成であってもよい。また、ウォームギアと平歯車とからなる減速機構やベルト機構を備えた構成であっても良い。さらに、リンク部材45cは、車体側又はドア側に設けられた支持軸44aに軸支されていたが、リンク部材45cと支持軸44aとの間に別のリンク機構を設ける構成であってもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用しながら、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。また、異なるドア保持力を発生させる既存のリンク部材のいずれを使用しても、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。さらに、車両状況の変化があっても、常に目標とするドア速度パターンを実現させることができる。従って、高級感のあるドアの開閉動作が可能になり、搭乗者の快適性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両においてドアが半開き状態にある様子を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置によってドアが全開状態にある様子を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る内側ドアハンドルの構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る外側ドアハンドルの構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る車両のドアおよび運転席操作スイッチの構成を示す説明図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るドア開閉駆動部が配設された車両のドアの一部切欠側面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る変形防止ガイド部材を備えたドア開閉駆動部の構成を示す側面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置の全体構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア自動開閉制御の全体の流れを示す説明図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア速度とドア開度との関係を示す説明図である。
【図11】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア駆動用モータの電圧とドア開度との関係を示す説明図である。
【図12】本発明の一実施形態に係るチェックリンクの形状を示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施形態に係るチェックリンクによるドア開閉速度の変化を打ち消すためのドア駆動用モータの電圧補正値を示す説明図である。
【図14】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置における車両状況検出処理(ステップS12)の流れを示す説明図である。
【図15】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア開作動時の制御(ステップS15)の流れを示す説明図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア閉作動時の制御(ステップS25)の流れを示す説明図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る車両状況に応じてドア速度制御を行うためのドア駆動用モータの電圧補正値を示す説明図である。
【符号の説明】
10 操作部、11 ワイヤレスリモコン、12 運転席操作スイッチ、13 内側ドアハンドル、13a ハンドルレバー、14 外側ドアハンドル、14aハンドルレバー、20 検出部、21 受信部、22 エンコーダ、23 内側ドアハンドルスイッチ、24 外側ドアハンドルスイッチ、25 センサ検知信号検知部、30 制御部、31 制御回路、32 駆動回路、33 信号処理部、34 カウンタ、35 ドアハンドル操作検出部、36 車両状況判定部、40 ドア開閉駆動部、41 ドア駆動用モータ、42 クラッチ、43 駆動軸、44a 支持軸、44b 軸受部、45 リンク機構部、45a クランクアーム、45b リンク、45c リンク部材、46a,46b ドアヒンジ、48 ドアロック用モータ、49 リリース用モータ、50 車両、51 ドア開口部、52 ドア、53 ピラー、54 ロック部、55 ピラー、56 ストライカー部材、57 アームレスト、60 チェック機構部、61 ハウジング、62 溝部、63 チェック部材、64 弾性体、65 変形防止ガイド部材、66 ストッパ部材、70 車両状況検知部、71 傾斜角センサ、72 風圧センサ、S 車両用ドア開閉装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ドア開閉装置に係り、チェックリンクの形状に応じてドア開閉時のドア速度制御を変えることが可能であり、既存の手動ドア開閉装置のチェックリンクを使用しながら、常に円滑にドアを自動開閉させることが可能な車両用ドア開閉装置及び車両用ドア自動開閉方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、リンク部材(リンクレバー)を介して車両のドアに連結された駆動機構を備えた車両用ドア開閉制御装置において、開度検出手段により検出されたドア開度に応じてモータ出力を調整するようにしたものがある(例えば、特許文献1)。すなわち、この車両用ドア開閉制御装置において、モータの出力は、ドアの全閉位置から全開位置にかけての開度に応じて増加され、リンクレバーを介して作用する駆動力が、該ドアの開度にかかわらず常にほぼ一定となるように制御される。
【特許文献1】
特開平8−28136号公報(第2−3頁、図2、図3)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、弾性力の作用によりドアを閉方向に付勢する復帰用戻しバネの弾性力が、ドアの開度に応じて異なることに着目し、ドア開度のみをパラメータとして制御を行うものであった。なお、従来より、ドア駆動機構を構成するリンク部材として、ドアに配設されたチェック部材に所定のチェック力で保持される係止部を有するチェックリンクを使用したものがあり、その形状は車両により異なるものであった。このような従来のチェックリンクを使用した場合、チェック力が働く際にはドア開閉速度が変化してぎこちない動きになることがある。更に、チェックリンクの形状の相違によって、ドア開閉速度の変化量及び変化パターンがそれぞれ異なっている。従って、従来のチェックリンクを備えた駆動機構においては、ドア開度のみをパラメータとしたモータ出力制御を適用した場合は、ドアの動きが円滑にならずぎこちないドア開閉動作になるという問題点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、チェックリンクの形状に応じたドア自動開閉制御を行うことにより、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用しながら、常に円滑にドアを自動開閉させることが可能な車両用ドア開閉装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項1に記載の車両用ドア開閉装置によれば、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、車体に一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、前記ドアに配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うこと、により解決される。
このように構成すると、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、該チェックリンクによるチェック力が発生するときに、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0005】
請求項2に記載の車両用ドア開閉装置によれば、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、前記ドアに一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、車体に配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行う。
【0006】
また、請求項3に記載のように、前記検出部において、車両状況を検出し、該車両状況に応じた車両状況検出信号を前記制御部に出力すると共に、前記制御部において、前記車両状況検出信号に基づき、前記ドア速度制御を行うように構成すると好適である。このように構成すると、車両姿勢や風速といった車両状況の変化に応じたドア駆動負荷の変化を反映させたドア速度制御を行うことができるため、車両状況の変化があっても、常に目標とする速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御が可能である。
そして、請求項4に記載のように、前記車両状況は、具体的には、車両姿勢または/及び風圧である
【0007】
また、請求項5に記載のように、異なるドア保持力を発生させる複数のリンク部材のそれぞれに対して、該リンク部材を備えた前記ドア開閉駆動部により駆動されるドアの開閉において、前記制御部は、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成すると好適である。
このように構成すると、車両の種類ごとに形状が異なり、異なるドア保持力を発生させるように形成されている既存のリンク部材に対して、そのいずれを使用しても、それぞれのリンク部材のドア保持力によるモータ駆動負荷の増減を打ち消して、目標とするドア速度パターンを実現できるようなモータ電圧の指令値の補正処理を行うことができる。従って、既存のリンク部材のどれを使用しても、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。
【0008】
また、前記課題は、請求項6に記載の車両用ドア自動開閉方法によれば、車両用ドアをドア開閉駆動部により自動で開閉する車両用ドア自動開閉方法であって、前記ドア開閉駆動部の駆動源であるドア駆動用モータに印加する電圧の指令値に、前記ドア開閉時におけるドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うステップと、前記補正処理後の指令値に基づく電圧を、前記ドア駆動用モータに印加して前記ドアを開閉駆動させるステップと、を行うことにより解決される。
このように、ドア駆動用モータに印加する電圧の指令値に、ドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うので、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、チェックリンクのチェック力に基づくドア保持力の発生により、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図1乃至図16は本発明の一実施形態を示す図で、図1は車両においてドアが半開き状態にある様子を示す説明図、図2は車両用ドア開閉装置によってドアが全開状態にある様子を示す説明図、図3は内側ドアハンドルの構成を示す斜視図、図4は外側ドアハンドルの構成を示す斜視図、図5は車両のドアおよび運転席操作スイッチの構成を示す説明図、図6はドア開閉駆動部が配設されたドアの一部切欠側面図、図7は変形防止ガイド部材を備えたドア開閉駆動部の構成を示す側面図、図8は車両用ドア開閉装置の全体構成を示すブロック図である。
【0010】
(車両用ドア開閉装置の構成)
はじめに、図1乃至図8を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置の構成について説明する。図8に示す符号Sは、本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置である。
この車両用ドア開閉装置Sは、乗用自動車等の車両50(図1,図2参照)に配設され、この車両50に設けられたドア52を手動開閉可能な状態から自動的に開閉する状態に切り替えて自動式に開閉させるためのものである。
本実施形態に係る車両用ドア開閉装置Sは、図8に示す通り、操作部10と、検出部20と、制御部30と、ドア開閉駆動部40と、車両状況検知部70と、から構成されている。
【0011】
操作部10は、ワイヤレスリモコン11と、運転席操作スイッチ12と、内側ドアハンドル13と、外側ドアハンドル14と、から構成されている。
ワイヤレスリモコン11は、図1,図2に示すように、運転者等が車外からドア52の開閉操作を行えるものであり、例えば、開操作スイッチおよび閉操作スイッチを有して構成されている。このワイヤレスリモコン11の開操作スイッチを操作すると、後述する受信部21に開操作信号が出力され、ワイヤレスリモコン11の閉操作スイッチを操作すると、後述する受信部21に閉操作信号が出力されるようになっている。
運転席操作スイッチ12は、図5に示すように、ドア52の内側に形成されたアームレスト57に設けられている。この運転席操作スイッチ12には、運転席、助手席、左後部座席、右後部座席の各座席に対応した操作スイッチが設けられており、この各操作スイッチを操作すると、各座席に対応した開操作信号および閉操作信号を受信部21に出力することができるようになっている。
【0012】
内側ドアハンドル13は、図2,図3に示すように、ドア52の室内側面に配設されると共に、ハンドルレバー13aを有して構成されている。本実施形態の車両50では、このハンドルレバー13aを室内側(図3に示す矢印Aの方向)に引くと、後述するロック部54とストライカー部材56の係合が解除され、ドア52が開くようになっている。一方、外側ドアハンドル14は、図1,図4に示すように、ドア52の外側面に配設されると共に、ハンドルレバー14aを有して構成されている。このハンドルレバー14aを車両外側(図4に示す矢印Bの方向)に引くと、後述するロック部54とストライカー部材56の係合が解除され、ドア52が開く構成となっている。
【0013】
検出部20は、後述する車両50に設けられたドア52(図1,図2参照)の操作状況に応じて得られる種々の信号を検出するためのものであり、受信部21と、エンコーダ22と、内側ドアハンドルスイッチ23と、外側ドアハンドルスイッチ24と、センサ検知信号検出部25と、から構成されている。
受信部21は、ワイヤレスリモコン11から発せられる赤外線や電波などを受信することができるように適宜選択される。そして、受信部21は、ワイヤレスリモコン11による開操作又は閉操作に応じて発せられるリモート信号を受信して、後述する信号処理部33に受信信号を出力するように構成されている。
【0014】
エンコーダ22は、ドア52の回動軸中心(例えば、後述するドアヒンジ46)に配設され、ドア52の開度に応じた数のパルスを制御部30のカウンタ34に出力することができるように構成されている。また、エンコーダ22には、例えば、複数のスリットが環状に設けられた円板と、光学素子とを備えてなる光学式ロータリエンコーダ等が用いられる。なお、エンコーダ22は、絶対的な回転量に応じたパルスを出力することが可能なアブソリュート型で構成されていることが望ましい。これにより、ドア52の絶対的な開度を正確に検出することが可能となる。また、コスト低減のために、ホールICを用いて位置検出を行っても良い。
【0015】
内側ドアハンドルスイッチ23は、内側ドアハンドル13(図2,図3参照)によるドア開扉操作態様を検出するためのものである。この内側ドアハンドルスイッチ23は、内側ドアハンドル13が閉じている状態にあるときに、制御部30のドアハンドル操作検出部35にドアハンドル閉操作信号(例えば、LOW信号)を出力すると共に、内側ドアハンドル13が開いている状態にあるときに、ドアハンドル操作検出部35にドアハンドル開操作信号(例えば、HIGH信号)を出力することができるように構成されている。
外側ドアハンドルスイッチ24は、外側ドアハンドル14(図1,図4参照)によるドア開扉操作態様を検出するためのものである。この外側ドアハンドルスイッチ24は、外側ドアハンドル14が閉じている状態にあるときに、制御部30のドアハンドル操作検出部35にドアハンドル閉操作信号(例えば、LOW信号)を出力すると共に、外側ドアハンドル14が開いている状態にあるときに、ドアハンドル操作検出部35にドアハンドル開操作信号(例えば、HIGH信号)を出力することができるように構成されている。
【0016】
センサ検知信号検出部27は、後述する車両状況検出部70において検知された信号を検出するためのものである。ここで検出された信号は、後述する制御部30に送信され、車両状況を判定するために利用される。
【0017】
車両状況検出部70は、車両の状況を検出するためのものであり、傾斜角センサ71と、風圧センサ72とから構成される。
傾斜角センサ71は、具体的には、車両の前後方向の傾斜角を検出するもので、例えば、錘を弾性部材(例えば、一対のバネ)を介して車体に対して前後方向に変位可能に支持しておき、錘の前後方向の変位量が出力される。そして、この変位量から車両の傾斜角及び傾斜方向が算出される。なお、車両の車体幅方向の傾斜角を検出するための傾斜角センサを別に設けて、車体の前後方向の傾斜角と幅方向の傾斜角との組み合わせを車両姿勢検出値とすることもできる。
風圧センサ72は、その検出値に基づき、車両に対する風圧の作用方向とその大きさを算出するためのセンサで、例えば、ピエゾ抵抗効果により内部抵抗が大きく変化することを利用して圧力の大きさを検出する公知の半導体圧力センサを用いることができる。この風圧センサは、少なくとも車両の前方、後方、左側方及び右側方の4方向に向けて配設される。
【0018】
制御部30は、検出部20から得られる検出信号に基づいて演算を行うと共に、得られた演算結果に基づいてドア開閉駆動部40を駆動制御するためのものであり、制御回路31と、駆動回路32とから構成されている。制御回路31は、図示しないCPUや、このCPUを動作させるためのプログラムが格納されると共に、演算処理された情報を一時的に記憶させるためのROM、RAM等を備えた演算回路で構成され、信号処理部33,カウンタ34,ドアハンドル操作検出部35、車両状況判定部36、演算処理部(不図示)を主要構成とするものである。
【0019】
信号処理部33は、後述するように、遠隔操作手段から受信部21が受信した信号に基づいて、不図示のランプの点滅、クラッチ42、ドアロック用モータ48、クローザモータとしてのドア駆動用モータ41などを含めてドア開閉駆動部40への制御処理を行うものである。
カウンタ34は、エンコーダ22から出力されたパルス数をカウントし、このパルス数をドアの開度に換算することができるように構成されている。また、このパルス周期からドアの移動速度を検出するように構成されている。更に、このパルス幅からモータ負荷を検出し、異常検出手段とすることもできる。すなわち、ドア52が閉じるときに、パルス幅が所定長以上ならば、挟み込みが発生していると判断し、ドアを反転駆動させるようにしてもよい。なお、エンコーダ22及びカウンタ34は、本発明に係るドア開度検出手段に相当するものである。
【0020】
ドアハンドル操作検出部35は、内側ドアハンドルスイッチ23および外側ドアハンドルスイッチ24からそれぞれ出力されるドアハンドル開操作信号およびドアハンドル閉操作信号を検出することにより、内側ドアハンドル13及び外側ドアハンドル14の開操作の有無を検出することができるように構成されている。
なお、ドアハンドル操作検出部35は、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24からそれぞれ出力されるドアハンドル開操作信号およびドアハンドル閉操作信号(以下、まとめてドアハンドル操作信号と言う)に基づいて、内側ドアハンドル13又は外側ドアハンドル14のどちらが操作されたかということを判別可能に構成されていても良い。
【0021】
車両状況判定部36では、センサ検知信号検出部25から出力された信号に基づいて、車両状況を判定し、判定された車両状況情報は、ドア52の自動開閉制御に使用される。
そして、上述の信号処理部33、カウンタ34、ドアハンドル操作検出部35を有して構成された制御回路31は、カウンタ34によって得られるドアの開度情報及びドアの速度情報に基づいて、信号処理部33が、受信部21が受信した開信号や閉信号の回数、受信時間などに応じて、モータ制御信号およびクラッチ制御信号を駆動回路32に出力することが可能となっている。また、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24から出力されるドアハンドル操作信号に応じて、モータ制御信号およびクラッチ制御信号を駆動回路32に出力することが可能となっている。なお、制御回路31全体の動作詳細については後述する。
【0022】
駆動回路32は、ランプの点灯、点滅信号を出力制御すると同時に、ドア開閉駆動部40を制御するためのものである。駆動回路32は、不図示のバッテリから電力供給されると共に、制御回路31から出力された各モータ制御信号に応じて、ドア駆動用モータ41,ドアロック用モータ48,リリース用モータ49に所定のモータ電圧をそれぞれ印加することができるように構成されている。また、駆動回路32は、制御回路31から出力されたクラッチ制御信号に応じて、クラッチ42に励磁信号を出力することができるように構成されている。
【0023】
ドア開閉駆動部40は、ドア52を自動式に開閉させるための駆動源となるものであり、ドア駆動用モータ41と、クラッチ42と、リンク機構部45と、ドアロック用モータ48と、リリース用モータ49と、から構成されている。ドア駆動用モータ41は、例えば、ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等で構成され、駆動回路32によって印加されたモータ電圧に基づいて回転軸(不図示)を回転させ、リンク機構部45を駆動させることができるように構成されている。
【0024】
本実施形態の車両用ドア開閉装置Sが装備された車両50の側部には、ドア開口部51が形成されており、ドア開口部51の車両前方側にはピラー53が配設され、ドア開口部51の車両中央側にはピラー55が配設されている。そして、ドア開口部51には、このドア開口部51を塞ぐように、ドア52が車両前方側に設けられたドアヒンジ46により開閉自在に取り付けられている。そして、ドア駆動用モータ41は、図6に示すように、ドア52の内部に固設されている。
クラッチ42は、ドア駆動用モータ41の上端部に配設され、駆動回路32から出力された励磁信号に応じて、ON/OFF制御される電磁クラッチで構成されている。すなわち、クラッチ42は、ON状態にあるときに、ドア駆動用モータ41の回転力を駆動軸43に伝達すると共に、OFF状態にあるときに、ドア駆動用モータ41の回転力を駆動軸43に伝達しないように構成されている。
【0025】
リンク機構部45は、上述したように、ドア駆動用モータ41の回転力によって駆動し、ドア52を開閉させるためのものである。本実施形態に係るリンク機構部45は、図6に示すように、クランクアーム45aと、リンク45bと、リンク部材45cとから構成されている。クランクアーム45aは、一端が上述した駆動軸43に連結され、他端がリンク45bの一端に連結されている。リンク45bの他端はリンク部材45cの一端に連結され、リンク部材45cの他端は支持軸44aに回動可能に軸支されている。そして、支持軸44aが車体側に設けられた軸受部44bに連結されることにより、ドアと車体とが連係されている。
なお、リンク部材45cの長手方向の略中央には、ドア52に設けられたチェック機構部60の内部を貫通し、チェック機構部60のハウジング61に収納されたチェック部材63と係合するための溝部62が形成されている。チェック部材63は、同じくチェック機構部60のハウジング61に収納された弾性体64によって、リンク部材45cを上下から挟持する方向に付勢されている。
【0026】
ドア52の開閉に伴い、リンク部材45cはこのチェック機構部60の内部を摺動する。そして、上述した溝部62の前後に設けられた斜面がチェック部材63に設けられた凸部に当接すると、上述した弾性体64の付勢力により大きな摺動抵抗が生じ、リンク部材45cの動きが減速される。そして、リンク部材45cの溝部62が上記チェック部材63の凸部に係合すると、リンク部材45cは所定のチェック力で保持される。そして、ドア52が半開位置で保持されるようになっている。このようなチェック力を発生するリンク部材は、ドア開閉装置を備えていない手動式のドアに通常設けられる既存のリンク部材をそのまま使用することができる。
なお、リンク部材45cの強度が不足する場合、図7のようにリンク部材45cの上下に変形防止ガイド部材65を設け、リンク部材45cの上下方向の変位を規制するようにしてもよい。
【0027】
リンク45bとクランクアーム45aとの連結部、及びリンク45bとリンク部材45cとの連結部は、いずれもボールジョイントで構成されている。このボールジョイントは、球形面を有する回動部材を備え、該球形面がリンク45bの両端に設けられた軸承部の内面に摺接され、3次元的に回動可能に構成されている。このように構成されていることにより、リンク45bは、直線形状を保持したままでリンク部材45cとクランクアーム45aとを連係し、駆動軸44の出力をリンク部材45cに伝達している。
そして、本実施形態のリンク機構部45において、クラッチ42がON制御された状態でモータ41が正逆回転すると、この回転力がクラッチ42を介して駆動軸43に伝達される。そして、駆動軸43の出力により、駆動軸43との連結部を中心としてクランクアーム45aが回動する。
【0028】
また、例えば図2に示すように、ドア52が全開してモータ41が停止状態にあるとき、クラッチ42を介してモータ41の負荷抵抗がドア52に掛かるようになっており、これにより、ドア52が全開位置で保持することが可能になっている。一方、クラッチ42がOFF制御された状態では、モータ41とリンク機構部45との接続が解除されるため、ドア52を手動で操作することが可能となる。このとき、モータ41の負荷がドア52に掛からないので、搭乗者は容易にドア52を開閉させることができる。
【0029】
(車両用ドア開閉装置の動作)
まず、図9乃至図17を参照しながら、上記構成からなる車両用ドア開閉装置Sの動作について説明する。
図9は本実施形態のドア開閉制御の全体の流れを示すフローチャートである。
▲1▼ドア自動開閉操作
はじめに、本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、ドア自動開操作が行われたか否かの判断を行う(ステップS10)。ドア自動開操作の有無の判断は、ドアハンドル操作検出部35または受信部21において行われる。すなわち、ドアハンドル操作検出部35において判断される場合は、内側ドアハンドルスイッチ23又は外側ドアハンドルスイッチ24から所定のドアハンドル閉操作信号が検出されたか否かによって、ドア自動開操作の有無が判断される。
【0030】
ここで、所定のドアハンドル開操作信号とは、例えば、ドアハンドルのハンドルレバーを引いてドア52を開け、このドアが所定の開度以下にあるときにハンドルレバーを戻した場合に検出されるものとすることができる。また、アームレストに設けた運転席操作スイッチ12に形成された4つのボタンにより、各ボタンに割り当てられたドアの自動開/閉操作を行うように構成するものとしてもよい。
【0031】
そして、受信部21において判断される場合は、ワイヤレスリモコン11による開操作又は閉操作に応じて発せられるリモート信号を受信したか否かによって判断される。ワイヤレスリモコン11には、5つのスイッチボタンを形成し、それぞれにAL(全席)、FR(運転席)、FL(助手席)、BR(後部右側席)、BL(後部左側席)としても良い。このように構成して、開けたいドアのみを指定して、開閉することが可能となるようにしても良い。スマートキーを操作手段とする場合は、スマートキーを所持した状態で車両に近づき、例えば、上記のような所定のドアハンドル操作を行うことにより、ドア自動開操作の有無が認識されるように構成することができる。
【0032】
ドア自動開操作がなかったと判断した場合(ステップS10:NO)には、続いて、ドア自動閉操作が行われたか否かの判断を行う(ステップS20)。ドア自動閉操作の有無の判断は、ドア自動開操作の有無の判断と同様に行われる。すなわち、ドアハンドルを所定の態様で操作した場合の信号に応じて判断されるものとすることができる。また、運転席操作スイッチ12、ワイヤレスリモコン11の操作に応じた信号により判断されるものとしてもよい。
そして、ドア自動閉操作がなかったと判断した場合(ステップS20:NO)には、ステップS10およびステップS20の処理を繰り返し行う。このドア自動開/閉操作の検出・判断処理は、一定時間間隔(例えば、4m秒毎)で行われる。
【0033】
▲2▼ドア開動作
次に、ドア開動作(ステップS11〜ステップS17)について説明する。
ドア自動開操作があったと判断された場合(ステップS10:YES)には、ドア開度の検出を行い(ステップS11)、ドア52の現在位置を確認する。ドア開度の検出処理は、エンコーダ22を用いて行う。すなわち、搭乗者によって開けられたドア52の開度に応じた数のパルスがカウンタ34に出力され、このパルス数をカウンタ34においてカウントすることにより、ドア52の開度が算出される。
【0034】
本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、所定の速度パターンでドアを開閉させるために、モータ電圧の指令値として、チェック力の発生パターンに応じて補正処理を行ったデータを使用する。以下、その補正処理について説明する。
本実施形態の車両50においては、停車時の車両状況に応じてドア52の開動作速度が可変することになる。すなわち、車両50が急な下り坂に停車している場合や、ドア52の内側に突風が吹きつけた場合には、ドアが勢い良く開くこととなる。一方、車両50が急な上り坂に停車している場合や、ドア52の外側に突風が吹きつけた場合には、ドアがゆっくり開くこととなる。
【0035】
そして、本実施形態の制御回路31に保存された演算プログラム中には、ドア52を、予め設定したドア速度の目標値ω(X)で作動させるためのモータ電圧の指令値V(X)が初期設定値として保存されている。図10はドア速度ωとドア開度Xとの関係を示す図である。これが目標とする速度制御パターンである。すなわち、本実施形態では、目標値ω(X)は、ドア開閉動作初期の動き始めの速度を直線的に増加(スロースタート)させ、その後一定速度を保ち、ドア開閉動作終了時には直線的に速度を減少(スローエンド)させる速度パターンである。このような速度パターンにすると、ドアの動き始めが滑らかな動きになり、閉まるときにもバタンと勢い良く閉まることがなく静かにドアが閉まる。従って、高級感のあるドアの開閉動作が得られ、快適性が向上する。
なお、このω(X)が本発明に係る所定の速度パターンに相当する。
【0036】
図11は図10の速度制御におけるモータ電圧Vとドア開度Xとの関係を示す図である。図10、図11の実線が平地かつ無風での関係を示しており、Voとωoがドア開作動時、Vcとωcがドア閉作動時の関係を示している。このVoが、ドア開作動時におけるモータ電圧の指令値の初期設定値であり、Vcが、ドア閉作動時におけるモータ電圧の指令値の初期設定値である。つまり、縦軸の正の方向側に開作動のグラフ、負の方向側に閉作動時のグラフが示され、モータの回転とドア速度が閉作動時と開作動時とで逆方向となっていることを示す。
なお、図10と図11の実線が平地の場合であり、点線は、車両が傾斜地で下向きに停車中の場合、もしくは追い風の場合のモータ電圧である。この場合、上述したように、平地よりもモータ駆動負荷が小さくなる。また、図の一点鎖線は、車両が傾斜地で上向きに停車中の場合、もしくは向かい風の場合のモータ電圧である。この場合、平地よりもモータ駆動負荷が大きくなる。
【0037】
図12は、本実施形態のドア開閉駆動部40に使用されているチェックリンクの斜視図である。リンク部材45cは、上述したようにチェックリンクである。その形状は、略中央に溝部を有し、溝部の両側にそれぞれ傾斜角一定の斜面が形成され、その両側に逆方向の傾斜の斜面が形成されている。なお、リンク部材45cの一方の端部にはストッパ部材66が設けられており、全開位置まで開作動されたドアがそれ以上開かないように規制する。そして、その端部の先端にはリンク45bのボールジョイントに連結されている。
ドアが開閉する際には、上述の溝部や斜面がチェック機構部60の内部を摺動して通過する。その際、チェック機構部60に設けられた弾性体64の付勢力により摺動抵抗が発生し、その動きが減速または加速される。そして、このリンク部材45cの速度変化に伴って、ドアの開閉速度も変化する。従って、図11に示すような一定のドア駆動力を与えるモータ電圧を印加しただけでは、図10に示すようなドアの速度パターンは実現されない。
【0038】
図13にチェックリンクによるチェック力をモータの電圧負荷に換算した値とドア開度との関係のグラフの一例を示す。図13において、実線(Vcheck)は、チェック力によるモータ電圧負荷の増減量を示している。そして、Vcheck上のA、B、C、D、Eで示される各位置の値は、それぞれ、グラフの上方に示したチェックリンクの側面から見た形状のA、B、C、D、Eの各部位において発生するチェック力に対応している。また、図13において、一点鎖線(V)は、チェック力を発生しないリンク部材を想定したモータ電圧の指令値(図11)を示している。この指令値に、チェック力によるモータ電圧負荷の増減分を加算して補正すると、図13の点線(Vr)のようなパターンが得られる。
【0039】
このようなチェック力の発生に伴うドア開閉動作時のモータ電圧負荷の増減量は、チェックリンクの形状により異なる。また、チェック機構部の構成により異なる。従って、車両によって形状の異なる既存のチェックリンクを使用すれば、そのことによってモータ電圧負荷が増減する。そこで、本実施形態の車両用ドア開閉装置では、使用するチェックリンク及びチェック機構部の構成に応じて、ドア開閉時のモータ駆動負荷の増減パターンを変更することができる。こうすることにより、車両ごとに異なるリンク部材を使用した場合でも、制御回路において、この増減パターンに応じたモータ電圧の指令値の補正処理を行うことにより対応できるので、様々なリンク部材を使用することができる。従って、汎用性が高いドア開閉装置として使用することができるのである。
この際、予め複数種類のチェックリンクに対応した複数のドア開閉時のモータ駆動負荷の増減パターンを記憶させておき、設定スイッチの切り替え等により、切り替えるようにすることができる。また、必要に応じて制御回路と外部の記憶装置とを接続し、書き換えるようにしてもよい。
【0040】
そして、本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、以上の補正処理がなされたモータ電圧の補正値(Vr)に、更に車両姿勢や風速等の車両状況に応じて補正を加える。以下、車両状況に応じたモータ電圧への加算値の算出(ステップS12)について説明する。
【0041】
図14に、ステップS12で行われる処理のフローチャートを示す。
まず、車両姿勢を検出・判定し、車両姿勢に応じたモータ電圧への加算値を算出する(ステップS12―1〜ステップS12−7)。車両姿勢の検出は、上述した傾斜角センサを用いて行う。そして、傾斜角センサの検出信号が所定値以上の大きさの出力であれば(ステップS12−1:YES)、坂道であると判定される。次に、検出信号から傾斜角の大きさと傾斜の方向を算出する(ステップS12−2)。そして、車両が上向きであると判定されれば(ステップS12−3:YES)、加算値V(D)=Vdとする(ステップS12−4)。車両が下向きであると判定されれば(ステップS12−5:YES)、加算値V(D)=−Vdとする(ステップS12−6)。そして、傾斜角センサの検出信号が所定値以下の大きさであれば(ステップS12−1:NO)、または傾斜角の大きさが所定値以下であれば(ステップS12−5:NO)、加算値V(D)=0とする(ステップS12−7)。なお、Vdは傾斜角の大きさに応じた値となる。
【0042】
次に、風圧を検出・判定し、風圧に応じたモータ電圧への加算値を算出する(ステップS12―8〜ステップS12−14)。風圧の検出は、上述した複数の風圧センサを用いて行う。そして、いずれかの風圧センサの検出信号が所定値以上の大きさの出力であれば(ステップS12−8:YES)、風有りと判定される。次に、検出信号から風圧力の作用方向と大きさを算出するとともに、その風圧力の車両前後方向成分を抽出する(ステップS12−9)。そして、この成分に対して以下の判定を行う。すなわち、所定値以上の圧力で車両前方から後方に向かって作用していれば、向かい風であると判定され(ステップS12−10:YES)、加算値V(W)=Vwとする(ステップS12−11)。所定値以上の圧力で車両後方から前方に向かって作用していれば、車両が追い風であると判定され(ステップS12−12:YES)、加算値V(W)=−Vwとする(ステップS12−13)。そして、いずれの風圧センサの検出信号も所定値以下の大きさであれば(ステップS12−8:NO)、または車両前後方向の成分の絶対値が所定値以下であれば(ステップS12−12:NO)、V(W)=0とする(ステップS12−14)。なお、Vwは風圧力の大きさに応じた値となる。
【0043】
以上の補正処理が終了した後、開作動可能となる。ここで、ドアが全閉状態であれば、ドアロック用モータ48を作動させてドアロックが解除される。ドアロック用モータ48が停止すると、リリース用モータ49によりラッチが解除され、ドア開作動可能となる(ステップS13)。
そして、制御回路31から駆動回路32にドア開閉駆動信号が出力されると、駆動回路32は、ドア開閉駆動信号に応じてクラッチ42へ励磁信号を出力するとともに、ドア駆動モータ41に所定のモータ電圧を印加する。このようにして、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42が駆動され(ステップS14)、ドア52が開方向に作動される(ステップS15)。
【0044】
次に、図15を参照しながら、ステップS15で行われる開動作処理について説明する。まず、上述したように、ステップS12において検出された車両姿勢や風速等の車両状況に基づく加算値V(D)とV(W)とを、現在使用中のチェックリンクによるチェック力の発生パターンに基づき補正を行って得られたモータ電圧の補正値Vrに加算し、最終的に用いられるモータ電圧の指令値のパターンVo´(X)を算出する。すなわち、Vo´(X)=Vr+V(D)+V(W)とする演算により、図17に示すようなモータ電圧のパターンが得られる。
そして、ドアの現在の開度検出値(例えば、x)と図17に示される補正後のモータ電圧の指令値Vo´(X)とドア開度Xとの関係に基づき、制御回路31は、ドア開度=xの場合のモータ電圧Vo´(x)を抽出し、モータ電圧指令値に設定する(ステップS15―1)。そして、ドア駆動用モータ41が上記のモータ電圧Vo´(x)により駆動され、ドア52が開方向に作動する(ステップS15―2)。
【0045】
そして、ステップS16では、その時点のドア開度と予め設定された設定値とを比較し、ドア開度が設定値に達しているかどうか判断する。そして、設定値に達していない場合には(ステップS16:NO)、ドアの現在の開度検出値にもとづき、再びドア開作動(ステップS15)を行う。ここで、ドア開度の設定値とは、ドア52をどの角度まで開作動させるかを示すものであり、本例ではドア半開時の開度に設定されているが、ドア全開時の開度としてもよく、また、搭乗者の操作により任意に変更可能とすることもできる。また、あらかじめ利用状況を想定して何種類かの設定値を記憶させておき(例えば、▲1▼職場駐車場、▲2▼自宅ガレージ、▲3▼路上、等)、スイッチ操作によって変更させることもできる。
そして、ドア開度が前記設定値に達した場合には(ステップS16:YES)、ドア開作動を停止する処理を行い(ステップS17)、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42の駆動を停止させる(ステップS18)。
【0046】
▲3▼ドア閉動作
続いて、ドア閉動作(ステップS21〜ステップS33)について説明する。
ドア自動閉操作があったと判断された場合(ステップS20:YES)には、ドア開度の検出を行い(ステップS21)、ドア52の現在位置を確認する。ドア開度検出処理はステップS11で既に述べたとおりである。そして、ステップS22において、ステップS12と同一の手順で車両状況に応じたモータ電圧への加算値の算出を行う。そして、ドア閉作動可能となる(ステップS23)。
続いて、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42が駆動され、(ステップS24)、ドア52が閉方向に作動される(ステップS25)。
【0047】
次に、図16を参照しながら、ステップS25で行われる閉動作処理について説明する。ステップS15と同様に、Vrと、ステップS22において算出された車両姿勢や風速等の車両状況に基づく加算値V(D)とV(W)とから、最終的に用いられるモータ電圧の指令値のパターンVc´(X)を算出する。ここで、ドア開作動とドア閉作動ではドアが逆方向の運動をするため、車両状況のモータ駆動負荷への影響は逆に作用する。従って、開作動時に加算した補正量は、閉作動時には減算する。すなわち、Vc´(X)=Vr(X)−V(D)−V(W)とする演算により、図17に示すようなモータ電圧の指令値のパターンが得られる。
そして、ドアの現在の開度検出値(例えば、x)と補正後のモータ電圧の指令値Vc´(X)とドア開度Xとの関係に基づき、制御回路31は、ドア開度=xの場合のモータ電圧Vc´(x)を抽出し、モータ電圧指令値に設定する(ステップS26―1)。そして、ドア駆動用モータ41が上記のモータ電圧Vc´(x)により駆動され、ドア52が閉方向に動作する(ステップS26―2)。
【0048】
そして、ステップS26では、いわゆる半ドア状態(ハーフラッチ)かどうか判断し、半ドア状態でない場合には(ステップS26:NO)、ドアの現在の開度検出値にもとづき、再びドア閉作動(ステップS26)を行い、半ドア状態になるまで閉作動を続ける。そして、半ドア状態に達した場合には(ステップS26:YES)、ドア閉作動を停止する処理を行い(ステップS27)、ドア駆動用モータ41およびクラッチ42を停止させる(ステップS28)。
なお、ステップS26における半ドア(ハーフラッチ)の判定は、図示しないドア開閉状態検出センサで検出されるドア全閉信号が検出されない状態で、エンコーダ22で検出されるドア開度がゼロである場合に半ドアであると判定しても良い。また、リミットスイッチのような公知の検出手段の信号により判定してもよい。
【0049】
そして、クローザモータとしてのドア駆動用モータ41を駆動して(ステップS29)、クローザ作動処理を行う(ステップS30)。そして、ドアが全閉(フルラッチ)になったかどうか判断する。全閉(フルラッチ)になっていない場合(ステップS31:NO)、クローザ作動処理を継続して行う(ステップS30)。全閉(フルラッチ)になった場合(ステップS31:YES)、クローザを停止する(ステップS32)。これによって、ストライカー部材56の引き込みを完了させ、ドア52を完全閉塞する。そして、クローザモータを停止する(ステップS33)。
【0050】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(イ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sは、上述のように、ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、車体に一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、前記ドアに配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置において、前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成されているので、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用した場合であっても、該チェックリンクによるチェック力が発生するときに、リンク部材の動きが減速または加速され、ドアの開閉速度が急激に変化してぎこちないドアの開閉動作になるといったことがなく、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。
【0051】
(ロ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sでは、前記検出部において、車両状況を検出し、該車両状況に応じた車両状況検出信号を前記制御部に出力すると共に、前記制御部において、前記車両状況検出信号に基づき、前記ドア速度制御を行うように構成しているので、車両姿勢や風速といった車両状況の変化に応じたドア駆動負荷の変化を反映させたドア速度制御を行うことができる。従って、車両状況の変化があっても、常に目標とするドア速度パターンを実現させるドア速度制御が可能である。
【0052】
(ハ)本実施形態の車両用ドア開閉装置Sでは、異なるドア保持力を発生させる複数のリンク部材のそれぞれに対して、該リンク部材を備えた前記ドア開閉駆動部により駆動されるドアの開閉において、前記制御部は、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うように構成しているので、異なるドア保持力を発生させる既存のリンク部材のいずれを使用しても、それぞれのドア保持力によるモータ駆動負荷の増減を打ち消して、目標とするドア速度パターンを実現できるようなモータ電圧の指令値の補正処理を行うことができる。従って、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。
【0053】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
(a)上記実施形態では、車両用ドア開閉装置Sが蝶番式のドア52を有する車両50に備えられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、跳ね上げ式のドアを有する車両等に用いられていても良い。さらに、自動開扉させるドアは、前席用のドアに限らず、後席用や背面ドア等であっても良い。
【0054】
(b)ドア52にタッチセンサや負荷センサを設け、ドア52に外部から負荷が掛かった場合に、ドア52の開閉制御が自動的に停止されるような構成であっても良い。すなわち、ドア52の自動開閉中における開度検出と共に、負荷検出および検出負荷判断を行い、この検出負荷判断処理にて、予め設定した負荷を超えたと判断した場合に、ドア52を停止させるようにしても良い。このようにすると、自動開閉中のドア52に搭乗者が触れるだけでドア52の自動開閉を停止させることができる。従って、狭い駐車場に車両50を駐車した際などに有効である。
【0055】
(c)車両50のドア52の付近に音声報知装置や表示報知装置等を設け、車両用ドア開閉装置Sがドア52を自動式に開閉させている最中に、その旨を前記音声報知装置や表示報知装置等によって報知するように構成されていても良い。また、車両用ドア開閉装置Sの作動中に車両50を発進させてしまわないように、運転席等に警告灯を設けても良い。
【0056】
(d)上記実施形態では、車両用ドア開閉装置Sがドアヒンジ46で回動可能に保持されるドア52を有する車両50のドア52側に備えられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、車両50の車体側にドア駆動用モータ41と、クラッチ42と、リンク機構部45とを配設し、リンク部材45cを回動可能に軸支する軸受部44bをドア52側に設ける構成としてもよい。
【0057】
(e)上記実施形態では、リンク機構部45がクランクアーム45aとリンク45bとリンク部材45cとから構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、クランクアーム45aの下端部に噛合するピ二オンを有し、該ピニオンを介して駆動軸43の出力を伝達する構成であっても良い。また、駆動軸43とクランクアーム45aが複数の歯車からなる減速機構を介して連結される構成であってもよい。また、ウォームギアと平歯車とからなる減速機構やベルト機構を備えた構成であっても良い。さらに、リンク部材45cは、車体側又はドア側に設けられた支持軸44aに軸支されていたが、リンク部材45cと支持軸44aとの間に別のリンク機構を設ける構成であってもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、手動のドア開閉装置に用いられる既存のチェックリンクをそのまま使用しながら、円滑なドアの自動開閉動作が実現できる。また、異なるドア保持力を発生させる既存のリンク部材のいずれを使用しても、常に円滑なドアの自動開閉動作が実現でき、汎用性が高いドア開閉装置を提供することができる。さらに、車両状況の変化があっても、常に目標とするドア速度パターンを実現させることができる。従って、高級感のあるドアの開閉動作が可能になり、搭乗者の快適性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両においてドアが半開き状態にある様子を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置によってドアが全開状態にある様子を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る内側ドアハンドルの構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る外側ドアハンドルの構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る車両のドアおよび運転席操作スイッチの構成を示す説明図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るドア開閉駆動部が配設された車両のドアの一部切欠側面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る変形防止ガイド部材を備えたドア開閉駆動部の構成を示す側面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置の全体構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア自動開閉制御の全体の流れを示す説明図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア速度とドア開度との関係を示す説明図である。
【図11】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア駆動用モータの電圧とドア開度との関係を示す説明図である。
【図12】本発明の一実施形態に係るチェックリンクの形状を示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施形態に係るチェックリンクによるドア開閉速度の変化を打ち消すためのドア駆動用モータの電圧補正値を示す説明図である。
【図14】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置における車両状況検出処理(ステップS12)の流れを示す説明図である。
【図15】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア開作動時の制御(ステップS15)の流れを示す説明図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る車両用ドア開閉装置におけるドア閉作動時の制御(ステップS25)の流れを示す説明図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る車両状況に応じてドア速度制御を行うためのドア駆動用モータの電圧補正値を示す説明図である。
【符号の説明】
10 操作部、11 ワイヤレスリモコン、12 運転席操作スイッチ、13 内側ドアハンドル、13a ハンドルレバー、14 外側ドアハンドル、14aハンドルレバー、20 検出部、21 受信部、22 エンコーダ、23 内側ドアハンドルスイッチ、24 外側ドアハンドルスイッチ、25 センサ検知信号検知部、30 制御部、31 制御回路、32 駆動回路、33 信号処理部、34 カウンタ、35 ドアハンドル操作検出部、36 車両状況判定部、40 ドア開閉駆動部、41 ドア駆動用モータ、42 クラッチ、43 駆動軸、44a 支持軸、44b 軸受部、45 リンク機構部、45a クランクアーム、45b リンク、45c リンク部材、46a,46b ドアヒンジ、48 ドアロック用モータ、49 リリース用モータ、50 車両、51 ドア開口部、52 ドア、53 ピラー、54 ロック部、55 ピラー、56 ストライカー部材、57 アームレスト、60 チェック機構部、61 ハウジング、62 溝部、63 チェック部材、64 弾性体、65 変形防止ガイド部材、66 ストッパ部材、70 車両状況検知部、71 傾斜角センサ、72 風圧センサ、S 車両用ドア開閉装置
Claims (6)
- ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、車体に一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、前記ドアに配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置であって、
前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、
前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うことを特徴とする車両用ドア開閉装置。 - ドアを開閉駆動するドア開閉駆動部と、ドア自動開閉信号を出力する操作手段と、該操作手段からのドア自動開閉信号を検出する検出部と、該検出部によって検出した信号に基づいて前記ドア開閉駆動部を制御する制御部と、を備えると共に、前記ドア開閉駆動部は、前記ドアに一端が連結されたリンク部材を有し、該リンク部材は、所定のドア開度において、車体に配設されたチェック部材に係合されることにより、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力を発生可能に構成された車両用ドア開閉装置であって、
前記検出部は、ドア開度を検出してドア開度信号を出力し、
前記制御部は、前記ドア開度信号に基づき、前記ドア保持力に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うことを特徴とする車両用ドア開閉装置。 - 前記検出部において、車両状況を検出し、該車両状況に応じた車両状況検出信号を前記制御部に出力すると共に、前記制御部において、前記車両状況検出信号に基づき、前記ドア速度制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用ドア開閉装置。
- 前記車両状況が、車両姿勢または/及び風圧であることを特徴とする請求項3に記載の車両用ドア開閉装置。
- 異なるドア保持力を発生させる複数のリンク部材のそれぞれに対して、該リンク部材を備えた前記ドア開閉駆動部により駆動されるドアの開閉において、前記制御部は、前記リンク部材の形状に応じたドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消して所定の速度パターンでドアを開閉させるドア速度制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の車両用ドア開閉装置。
- 車両用ドアをドア開閉駆動部により自動で開閉する車両用ドア自動開閉方法であって、
前記ドア開閉駆動部の駆動源であるドア駆動用モータに印加する電圧の指令値に、前記ドア開閉時におけるドア保持力の発生に基づくドア速度の増減を打ち消す補正処理を行うステップと、
前記補正処理後の指令値に基づく電圧を前記ドア駆動用モータに印加して、前記ドアを所定の速度パターンで開閉駆動させるステップと、を行うことを特徴とする車両用ドア自動開閉方法。
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Cited By (3)
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-
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