JP2006022512A - 車両用自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な制御で確実に挟み込みの検知を行い得る車両用自動開閉装置を提供することである。
【解決手段】 車両１１に設けられたスライドドア１２は操作者により開閉スイッチ２２が操作されると車両用自動開閉装置に設けられた電動モータにより駆動されて自動的に開閉動作する。また、車両用自動開閉装置には挟み込み検知機能が設けられており、挟み込みが検知されたときにはスライドドア１２は反転動作される。自動閉作動するスライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達したときに開閉スイッチ２２が停止操作されると、スライドドア１２は有効開口位置Ｐｖまで自動開作動してから停止する。したがって、スライドドア１２は全閉直前位置Ｐｓでは途中停止することがなく、電動モータの起動直後に挟み込み検知が行えない場合であっても挟み込みの検知を確実に行うことができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は車両に設けられた開閉部材を自動的に開閉する車両用自動開閉装置に関する。

従来から、自動車などの車両に設けられるドア、ウインドガラス、サンルーフ、バックドア、トランクリッドなどの開閉部材を自動的に開閉するようにした車両用自動開閉装置が知られている。たとえば特許文献１には、車両の側部に設けられたスライドドアを自動的に開閉するようにした自動開閉装置が示されている。

このような自動開閉装置はその駆動源として電動モータを有しており、この電動モータの動力はケーブルなどの動力伝達要素を介してスライドドアに伝達される。電動モータには制御装置が接続されており、運転席やドアあるいは携帯端末などに設けられる開閉スイッチが操作されると、その操作に応じて電動モータの作動が制御される。これにより、運転者などの操作者は開閉スイッチを操作することによりスライドドアを自動的に開閉させることができる。また、自動開閉動作している最中に開閉スイッチを停止操作することによりスライドドアを全開位置と全閉位置との間の途中位置で停止させることができる。

一方、このような自動開閉装置には自動開閉動作するスライドドアによる人や荷物等の挟み込みを防止するための安全機構が設けられる。従来の自動開閉装置では、電動モータの回転速度に比例したパルス信号を出力する回転センサを設け、このパルス信号の周期が挟み込み判定値以上に伸びたときに挟み込みを検知するようにしている。また、電動モータに流れる電流値を検出する電流センサを設け、この電流値が挟み込み判定値以上となったときに挟み込みを検知するようにしているものもある。そして、挟み込みを検知したときにはスライドドアを停止もしくは反転動作させて挟み込みを回避するようにしている。
特許第３４９４２７４号公報

このような自動開閉装置では、電動モータの起動直後には動力伝達要素の張力を保持するためのテンショナーに撓みが生じてパルス信号の周期が挟み込み判定値以上に伸びる場合がある。また、起動時の電動モータには挟み込み判定値より大きな起動電流が流れる場合があり、これらの要因により挟み込みが誤検知される恐れがあった。

これに対して、誤検知を防止するために電動モータの起動直後におけるパルス周期や電流値に基づく挟み込みの検知自体を行わないようにすると、全閉直前位置に停止するスライドドアを閉じる際に生じる挟み込みを検知することができなくなる。

そのため、パルス信号の伸びや電流値の増加がモータ起動を要因としたものなのか、あるいは挟み込みによるものなのかを判断するための制御を行うために挟み込みを判定するための判定値に加えてモータ起動時に生じる変動を判定する判定値を設けたり、あるいはモータ起動時の影響を受けない他の挟み込み検知用のセンサなどを設けたりする必要があり、この車両用自動開閉装置の制御体系は複雑なものとなっていた。

本発明の目的は、簡単な制御で確実に挟み込みの検知を行い得る車両用自動開閉装置を提供することにある。

本発明の車両用自動開閉装置は、車両に設けら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、操作者により操作される開閉スイッチと、前記開閉部材を開閉駆動する駆動手段と、前記開閉スイッチの操作に応じて前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを有し、前記開閉部材の自動閉作動時において、前記開閉部材が全閉直前位置に達したもとで前記開閉スイッチが停止操作されたときには前記開閉部材を有効開口位置まで自動開作動させることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、自動開作動する前記開閉部材を前記有効開口位置に停止させることを特徴とする。

本発明によれば、開閉部材が全閉直前位置に達したもとで開閉スイッチが停止操作されたときには開閉部材は有効開口位置まで自動的に開かれて全閉直前位置で途中停止することがないので、電動モータの起動直後に挟み込みの検知が行えない場合であっても、簡単な制御で確実に挟み込みを検知することができる。

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。

図１は本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を備えた車両を示す側面図であり、図２は図１に示すスライドドアの取り付け部分を拡大して示す正面図である。

図１に示す車両１１には開閉部材としてのスライドドア１２が設けられており、車体１３の側部に形成された開口１３ａはこのスライドドア１２により閉塞される。スライドドア１２は車体１３の側面に固定されたガイドレール１４に案内されて図中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開閉自在となっており、車室内に設けられた図示しないセカンドシートやサードシートへの乗降や荷物の積み降ろし等を行う際には全開位置にまで開けて使用される。

図２に示すように、スライドドア１２はローラアッシー１６を有し、このローラアッシー１６がガイドレール１４に案内されることにより車両１１の前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。また、ガイドレール１４の車両前方側には車室内側に湾曲する曲部１４ａが設けられ、この曲部１４ａにローラアッシー１６が案内されることによりスライドドア１２は車体１３の側面と同一面に収まるように車体１３の内側に引き込まれて閉じられる。

なお、図示はしないが、ローラアッシー１６は図示する部位（センター部）以外にスライドドア１２の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）にも設けられており、これらに対応して車体１３の開口１３ａの上下部位にもアッパー部・ロア部に対応するガイドレールが設けられ、スライドドア１２は車体１３に計３カ所において支持されている。

この車両１１には車両用自動開閉装置２１（以下、開閉装置２１とする。）が設けられており、スライドドア１２に設けられた開閉スイッチ２２が乗員などの操作者により操作されるとスライドドア１２は開閉装置２１により自動的に開閉されるようになっている。

開閉装置２１はガイドレール１４の車両前後方向の略中央部に隣接して車体１３に固定されるアクチュエータユニット２３と、それぞれ車両後方側と前方側からローラアッシー１６に接続される２本のケーブル２４ａ，２４ｂとを有しており、これらのケーブル２４ａ，２４ｂはガイドレール１４の車両後方側と前方側の端部に設けられた反転プーリ２５ａ，２５ｂを介してアクチュエータユニット２３に案内されている。そして、アクチュエータユニット２３によりいずれか一方のケーブル２４ａ，２４ｂを引くことでスライドドア１２の開閉動作が行われるようになっている。

図３は図２に示す車両用自動開閉装置の制御体系を示す説明図であり、アクチュエータユニット２３には駆動手段として電動モータ２６が設けられている。この電動モータ２６としては所謂ブラシ付き直流モータが用いられ、図示しない電源端子間に供給される直流電流の方向に応じて、その回転軸２７が正逆回転する。

電動モータ２６の回転軸２７には駆動ギヤ３１が固定され、駆動ギヤ３１の回転は大径スパーギヤ３２と小径スパーギヤ３３とを介して従動ギヤ３４に伝達される。従動ギヤ３４には出力軸３５が固定され、出力軸３５にはドラム３６が固定されている。これにより、回転軸２７の回転は所定の回転数にまで減速してドラム３６に伝達される。

ドラム３６にはアクチュエータユニット２３に案内されたケーブル２４ａ，２４ｂが複数回巻き付けられており、ドラム３６が回転するとケーブル２４ａ，２４ｂのいずれか一方側が巻き取られてスライドドア１２が開閉動作する。また、ドラム３６と２つの反転プーリ２５ａ，２５ｂとの間にはそれぞれテンショナー３７ａ，３７ｂが設けられており、ドラム３６が電動モータ２６に回転駆動された直後に生じるケーブル２４ａ，２４ｂの弛みやローラアッシー１６がガイドレール１４の曲部１４ａを通過する際に生じるケーブル２４ａ，２４ｂの周長変化はこれらのテンショナー３７ａ，３７ｂにより吸収される。これにより、ケーブル２４ａ，２４ｂの張力は常に一定範囲に維持される。

電動モータ２６の回転軸２７には１０極に着磁された多極着磁磁石４１が固定されており、この多極着磁磁石４１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ＩＣ４２ａ，４２ｂが設けられている。これらのホールＩＣ４２ａ，４２ｂはそれぞれ多極着磁磁石４１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２７が１回転すると、これらのホールＩＣ４２ａ，４２ｂ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。つまり、これらのホールＩＣ４２ａ，４２ｂからは電動モータ２６の回転数に比例した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。

アクチュエータユニット２３には、図示しないマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ等を備えた所謂マイクロコンピュータとしての機能を有する制御手段としての制御装置４３が接続されており、電動モータ２６の作動制御はこの制御装置４３により行われるようになっている。

制御装置４３には開閉スイッチ２２が接続されており、開閉スイッチ２２が乗員等の操作者により操作されると開閉スイッチ２２から制御装置４３に動作指令信号が入力される。

また、制御装置４３には前述したホールＩＣ４２ａ，４２ｂが接続されており、ホールＩＣ４２ａ，４２ｂ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２６の回転速度つまりスライドドア１２の移動速度を検出することができるようになっている。また、制御装置４３は、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２６の回転方向つまりスライドドア１２の移動方向を検出することができ、さらに、スライドドア１２が基準位置（この場合では全閉位置）にあるときを起点としてホールＩＣ４２ａ，４２ｂから入力されるパルス信号を積算つまりカウントすることによりスライドドア１２の開閉位置を検出することができるようになっている。

そして、制御装置４３はスライドドア１２の開閉位置や開閉速度および開閉スイッチ２２からの動作指令信号等をメモリ内に格納された制御プログラムに従って演算し、この演算結果に基づいて、図示しないバッテリ等の電源からの直流電流を電動モータ２６に供給して、その作動制御を実行するようになっている。つまり、この制御装置４３は開閉スイッチ２２の操作に応じて電動モータ２６の作動を制御する。

このような構造により、たとえば開閉スイッチ２２が開操作されるとスライドドア１２を開方向へ作動させる開動作指令信号が制御装置４３に入力され、電動モータ２６によりドラム３６が図３において反時計回りに回転駆動されてスライドドア１２はケーブル２４ａに引かれながら全開位置へ向かって自動開動作する。逆に、開閉スイッチ２２が閉操作されるとスライドドア１２を閉方向へ作動させる閉動作指令信号が制御装置４３に入力され、電動モータ２６が逆転してスライドドア１２はケーブル２４ｂに引かれながら全閉位置へ向かって自動閉動作する。このとき、スライドドア１２の移動速度はスライドドア１２の移動区間毎に予め設定された目標速度となるように制御される。このように、操作者が開閉スイッチ２２を操作することによりスライドドア１２は電動モータ２６に開閉駆動されて自動で開閉動作する。また、自動開作動あるいは自動閉作動しているときに開閉スイッチ２２を停止操作することによりスライドドア１２を全開位置と全閉位置との間の途中位置で停止させることができる。

この開閉装置２１には、スライドドア１２による挟み込みを防止して車両１１の安全性を高めるために、挟み込み防止機能が設けられている。

挟み込みを検知するために制御装置４３と電動モータ２６との間には電流センサ４４が設けられており、電流センサ４４により検出される電流値が制御装置４３のメモリ内に予め格納された所定の挟み込み判定電流値以上となったときには制御装置４３により挟み込みが検知される。また、各ホールＩＣ４２ａ，４２ｂから入力されるパルス信号の周期が、メモリ内に予め格納された所定の挟み込み判定周期以上となったときにも制御装置４３により挟み込みが検知される。挟み込みを検知したときには制御装置４３はスライドドア１２を反転動作つまりスライドドア１２の移動方向を閉方向から開方向に反転させ、挟み込まれた障害物を迅速に挟み込みから開放する。なお、挟み込みが検知されて反転動作されるスライドドア１２は反転動作後に所定距離だけ開方向に進んだ位置で停止するが全開位置まで移動させるようにしてもよい。

図４（ａ）〜（ｃ）はスライドドアが全閉直前位置に達したもとで開閉スイッチが停止操作されるときのスライドドアの作動を示す説明図であり、図５は図４に示す作動を制御するための制御手順を示すフローチャート図である。

この開閉装置２１では、電動モータ２６の起動直後にはテンショナー３７ａ，３７ｂに撓みが生じてホールＩＣ４２ａ，４２ｂから入力されるパルス信号の周期が変動することがあり、これによりパルス信号の周期が挟み込み判定周期を越えると挟み込みが正確に検出できないことがある。また、起動直後の電動モータ２６には起動電流が流れるので、この起動電流が挟み込み判定電流値を越えると挟み込みが正確に検出できないことがある。そのため、この開閉装置２１では電動モータ２６の起動直後は挟み込みの検知を行わないようにしている。

一方、この開閉装置２１では、図４（ａ）に示すように全開位置あるいは途中位置から自動閉動作するスライドドア１２が、図４（ｂ）に示すように全閉位置に対して直前の位置つまり全閉直前位置Ｐｓに達したもとで開閉スイッチ２２が停止操作されたときには、スライドドア１２を全閉直前位置Ｐｓでは停止させず、図４（ｃ）に示すように予め設定された有効開口位置Ｐｖまで自動開作動させてから停止させるようにしている。

この場合、図４（ｂ）に示すように、全閉直前位置Ｐｓは全閉位置から全閉直前判定距離Ｌ１以内の範囲に設定され、これによりスライドドア１２が全閉位置に対して全閉直前判定距離Ｌ１以内に近づいたときには全閉直前位置Ｐｓにあると判断される。

これに対して、図４（ｃ）に示すように、有効開口位置Ｐｖは全閉位置から有効距離Ｌ２（たとえば２０ｃｍ程度）だけ離れた位置に設定されている。有効開口位置Ｐｖは、ここを起点としてスライドドア１２が全閉位置に向けて自動閉作動した際には、スライドドア１２が全閉位置に達する前にテンショナー３７ａ，３７ｂの撓みや起動直後の電動モータ２６に流れる起動電流が収束して挟み込み検知が有効になる程度に設定された位置である。

なお、図示する場合では、全閉直前判定距離Ｌ１と有効距離Ｌ２とは同一の値とされているが、有効開口位置Ｐｖを全閉直前位置Ｐｓの範囲よりも全開位置側に設定するようにしてもよい。

以下には、図５に基づいて、スライドドア１２を全閉直前位置Ｐｓに達したときに開閉スイッチ２２が停止操作されるときの制御手順について説明する。

まず、スライドドア１２が全開位置あるいは全開位置と全閉位置との間の途中位置にあるときにステップＳ１において開閉スイッチ２２が閉操作されると、ステップＳ２において電動モータ２６が起動してスライドドア１２は全閉位置に向けて自動閉作動を開始する。スライドドア１２が自動閉作動を開始すると、ステップＳ３において開閉スイッチ２２が停止操作されたか否かが判断され、停止操作がされていないと判断された場合にはステップＳ４においてスライドドア１２が全閉位置に達したと判断されるまで自動閉作動が継続される。そして、ステップＳ４においてスライドドア１２が全閉位置に達したと判断されると、ステップＳ５において電動モータ２６が停止されてスライドドア１２は全閉位置で停止する。

一方、ステップＳ３において開閉スイッチ２２が停止操作されたと判断された場合には、ステップＳ６においてスライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達したか否かが判断される。ステップＳ６においてスライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達していないと判断された場合つまりスライドドア１２が有効開口位置Ｐｖと全開位置との間の途中位置にあると判断された場合にはステップＳ５に進んで電動モータ２６が停止されスライドドア１２は途中位置で停止する。つまり、スライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓより開側にあるときに開閉スイッチ２２が停止操作されたときには、スライドドア１２はその停止操作がされた位置で停止する。

これに対して、ステップＳ６においてスライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達していると判断された場合には、ステップＳ７においてスライドドア１２は自動開作動される。スライドドア１２が自動開作動を開始すると、ステップＳ８においてスライドドア１２が有効開口位置Ｐｖに達したか否かが判断され、有効開口位置Ｐｖに達したと判断されたときにはステップＳ５において電動モータ２６が停止されてスライドドア１２は有効開口位置Ｐｖで停止する。つまり、スライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達したもとで開閉スイッチ２２が停止操作されると、スライドドア１２は有効開口位置Ｐｖまで自動開作動した後に停止する。

このように、この開閉装置２１では、スライドドア１２が全閉直前位置Ｐｓに達したもとで開閉スイッチ２２が停止操作されてもスライドドア１２は全閉直前位置Ｐｓでは停止せずに有効開口位置Ｐｖまで自動開作動してから停止する。つまり、スライドドア１２は有効開口位置Ｐｖよりも閉側にある全閉直前位置Ｐｓで停止することがないので、途中位置で停止したスライドドア１２を閉じる際には、常に、スライドドア１２が全閉位置に達するまでの間にテンショナー３７ａ，３７ｂの撓みや起動直後の電動モータ２６に流れる起動電流は収束することになる。したがって、スライドドア１２が全閉位置に達するときには挟み込みの検知は有効な状態となり、これにより、電動モータ２６の起動直後に挟み込み検知を行うことができない構成であっても、新たなセンサや複雑な制御を行うことなく、簡単な制御により挟み込みを確実に検知させることができる。

図６は有効開口位置で途中停止するスライドドアを閉じる際の制御手順を示すフローチャート図であり、以下には、有効開口位置Ｐｖで途中停止したスライドドア１２を閉じる際の制御手順について説明する。

スライドドア１２が有効開口位置Ｐｖで途中停止された状態のもとでステップＳ１において開閉スイッチ２２が閉操作されると、ステップＳ２において警報音としてブザーが吹鳴され、次いでステップＳ３においてスライドドア１２の自動閉作動が開始される。したがって、有効開口位置Ｐｖで途中停止するスライドドア１２を閉じる際には、スライドドア１２が作動を開始する前にブザーが鳴らされ、これにより挟み込みに対する注意喚起がなされてこの開閉装置２１の安全性が向上する。

スライドドア１２が自動閉作動を開始すると、ステップＳ４において開閉スイッチ２２が停止操作されたと判断される、あるいはステップＳ５においてスライドドア１２が全閉位置に達したと判断されるまで自動閉作動が継続される。このとき、スライドドア１２の移動速度を通常時に比べて低い速度で作動させるようにして挟み込みに対する安全性を高めるようにしてもよい。

そして、ステップＳ４において開閉スイッチ２２が停止操作されたと判断されたとき、あるいはステップＳ５においてスライドドア１２が全閉位置に達したと判断されたときにはステップＳ６において電動モータ２６つまりスライドドア１２の移動は停止される。

なお、スライドドア１２が自動閉動作をする間、ブザーを継続して鳴らすようにしてもよい。

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。たとえば、前記実施の形態においては、開閉部材はスライド式に開閉するスライドドア１２とされているが、これに限らず、乗降用のヒンジ式の横開きドアや車両後端部に設けられるバックドアあるいはウインドガラスなど、他の開閉部材としてもよい。

また、前記実施の形態においては、開閉スイッチ２２はスライドドア１２に設けられているが、これに限らず、たとえば運転者等の操作者により携帯される携帯端末や車両の運転席に設けるようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態においては、駆動手段としては電動モータ２６が用いられているが、これに限らず、たとえば油圧機器など電動モータ以外の駆動手段を用いてもよい。また、電動モータであってもブラシ付きに限らず、ブラシレスモータなど他の形式の電動モータを用いてもよい。

本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を備えた車両を示す側面図である。 図１に示すスライドドアの取り付け部分を拡大して示す正面図である。 図２に示す車両用自動開閉装置の制御体系を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）はスライドドアが全閉直前位置に達したもとで開閉スイッチが停止操作されるときのスライドドアの作動を示す説明図である。 図４に示す作動を制御するための制御手順を示すフローチャート図である。 有効開口位置で途中停止するスライドドアを閉じる際の制御手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１１ 車両
１２ スライドドア
１３ 車体
１３ａ 開口
１４ ガイドレール
１４ａ 曲部
１６ ローラアッシー
２１ 車両用自動開閉装置
２２ 開閉スイッチ
２３ アクチュエータユニット
２４ａ，２４ｂ ケーブル
２５ａ，２５ｂ 反転プーリ
２６ 電動モータ
２７ 回転軸
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
３７ａ，３７ｂ テンショナー
４１ 多極着磁磁石
４２ａ，４２ｂ ホールＩＣ
４３ 制御装置
４４ 電流センサ
Ｐｓ 全閉直前位置
Ｐｖ 有効開口位置
Ｌ１ 全閉直前判定距離
Ｌ２ 有効距離

Claims (2)

1. 車両に設けら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、
   操作者により操作される開閉スイッチと、
   前記開閉部材を開閉駆動する駆動手段と、
   前記開閉スイッチの操作に応じて前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを有し、
   前記開閉部材の自動閉作動時において、
   前記開閉部材が全閉直前位置に達したもとで前記開閉スイッチが停止操作されたときには前記開閉部材を有効開口位置まで自動開作動させることを特徴とする車両用自動開閉装置。
2. 請求項１記載の車両用自動開閉装置において、自動開作動する前記開閉部材を前記有効開口位置に停止させることを特徴とする車両用自動開閉装置。
   
   

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