JP2007224659A

JP2007224659A - 車両ドア制御装置

Info

Publication number: JP2007224659A
Application number: JP2006048746A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Sugiura; 岳彦杉浦; Koji Hirao; 浩二平尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】車両ドアの作動状態に基づいて迅速に車両ドアの運動状態を制御することのできる車両ドア開閉制御装置を提供する。
【解決手段】車両ドア５に駆動力Ｆ１を与えて車両ドア５を開閉する第一アクチュエータ１と、第一アクチュエータ１を制御する制御手段３とを備えた車両ドア開閉制御装置であって、第一アクチュエータ１の起電力により生じた電流ＩＧを制御手段３による制御によって供給されて作動し、車両ドア５に駆動力Ｆ２を与える第二アクチュエータ２と、車両ドア５が静止状態にあるか否か、及び静止状態にない場合には移動方向を検出する状態検出手段４とを備え、制御手段３は、第一アクチュエータ１の作動状態及び状態検出手段４の検出結果に基づいて、車両ドア５に対して、移動を助ける又は妨げる駆動力Ｆ２の何れを与えるかにより、第二アクチュエータ２を流れる電流ＩＧの方向を定める。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両ドアを電動開閉するアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御手段とを備えた車両ドア開閉制御装置に関する。

電動により開閉可能な車両ドア、例えば電動スライドドアには、モータ等のアクチュエータによる駆動力を車両ドアに作用させるための開閉制御装置が備えられている。このような電動スライドドアでは、ドアを閉める閉扉動作中にドア枠とドアとの間の物体の挟み込みを防止するためのドアの開閉制御が行われている。

例えば、下記に出典を示す特許文献１には、このような開閉制御装置を備えた車両ドア開閉装置が記載されている。これによれば、車両ドアに作用する外力を検出する外力検出手段を有し、所定値以上の外力を検出した場合には、車両ドアの閉動作を中止する。又は、電動モータの回転方向を反転させて車両ドアを開方向に移動させる。
しかし、外力検出手段にて障害物の挟み込みを検出して実際に車両ドアの閉動作が中止する（反対方向に移動し始める）までには、わずかであっても時間を要する。この間に挟み込み状態が進行してしまい、挟み込まれた障害物に作用する力が大きくなってしまう。
そこで、特許文献１に記載の装置では、外力検出手段を弾性変形可能なスペーサを介して、車両ドア及び車両ボディに配設している。これにより、上記応答遅れ時間において障害物に作用する力が大きくなることを緩和することができる。

特開平１０−２５２３４９号公報（第４〜５、９〜１０、１７〜１９、２３段落）

特許文献１に記載の装置では、上記応答遅れに対応し、障害物に作用する力を緩和することができる。しかし、スペーサに頼ることなく、この応答遅れを改善する根本的な対策も求められる。
また、挟み込みの発生時に限らず、何らかの検出手段の検出結果を利用して車両ドアの状態を検出し、モータなどのアクチュエータを制御する場合には、応答遅れが生じる。そして、応答遅れによって、事象を検出した時点から車両ドアの運動状態が変化するまでに時間を要することになる。

本願発明は、上記課題に鑑みて為されたもので、車両ドアの作動状態に基づいて迅速に車両ドアの運動状態を制御することのできる車両ドア開閉制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る、車両ドアに駆動力を与えて前記車両ドアを開閉する第一アクチュエータと、この第一アクチュエータを制御する制御手段とを備えた車両ドア開閉制御装置は、下記のように構成される。
即ち、前記第一アクチュエータの起電力により生じた電流を前記制御手段による制御によって供給されて作動し、前記車両ドアに駆動力を与える第二アクチュエータと、前記車両ドアが静止状態にあるか否か、及び静止状態にない場合には移動方向を検出する状態検出手段と、を備え、
前記制御手段が、前記第一アクチュエータの作動状態及び前記状態検出手段の検出結果に基づいて、前記第二アクチュエータが前記車両ドアの移動を助ける駆動力又は妨げる駆動力の何れを前記車両ドアに与えるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記第二アクチュエータを流れる前記電流の方向を定めて前記電流を供給することを特徴とする。

アクチュエータ、特に電磁アクチュエータは電流を供給されて運動すると共に、磁界の中でのコイルの運動に伴って起電力を生じる。従って、電流の供給を受けていないときに外力によってコイルが運動した場合に、起電力によって電流を生じる。この電流の向きは、外力の加わる方向によって異なる。車両ドアの作動状態を検出する状態検出手段や、第一アクチュエータを制御する制御手段によって、車両ドアが動いている方向や第一アクチュエータの運動方向などがわかる。従って、第一アクチュエータの起電力によって生じる電流の向きもわかる。
本特徴構成によれば、第一アクチュエータの起電力により生じた電流を供給されて作動して車両ドアに駆動力を与える第二アクチュエータに、供給方向を定めてこの電流が供給される。つまり、生じた起電力の方向や第二アクチュエータによって作用させたい駆動力の方向に応じて定められた方向の電流が供給される。従って、作用させたい運動方向に適合した方向へ第二アクチュエータを作用させることができる。
その結果、車両ドアの作動状態に基づいて迅速に車両ドアの運動状態を制御することのできる車両ドア開閉制御装置を提供することができる。

例えば、車両ドアを停止させたい場合には、第二アクチュエータが車両ドアの移動を妨げる駆動力を発生するように、制御手段が第一アクチュエータが発生した電流の方向を制御するとよい。車両ドアの移動を助けたい（アシストしたい）場合には、第二アクチュエータが車両ドアの移動を助ける駆動力を発生するように、制御手段が電流の方向を制御するとよい。
つまり、挟み込みが生じたような場合や、坂道などで意図しない車両ドアの開閉が発生した場合には、第二アクチュエータの駆動力によって、車両ドアを迅速に停止させることができる。また、手動によって車両ドアが操作される場合には、第二アクチュエータの駆動力によって、手動による操作力を軽減することができる。
ここで例えば、第二アクチュエータが、電磁吸着力を持つソレノイドなどであれば、ボディやドアパネルなどの鉄板とソレノイドとの吸着力を利用することもできる。そして、この場合には、車両ドアの閉扉作動を効果的に妨げ、迅速に閉扉作動を停止又は反転に導くことができる。

また、本発明の車両ドア制御装置は、前記制御手段が、前記挟み込み検出手段の検出結果に基づいて前記第一アクチュエータの駆動を停止又は反転駆動すると共に、停止又は反転駆動される前の前記第一アクチュエータの駆動力による前記車両ドアの移動を妨げる駆動力を前記車両ドアに与えるべく、前記第二アクチュエータを流れる前記電流の方向を定めて前記電流を供給することを特徴とする。

この特徴構成によれば、挟み込み検出手段の検出結果に基づいて、制御手段が第一アクチュエータの駆動を停止又は反転駆動すると共に、第二アクチュエータを駆動する。第二アクチュエータは、第一アクチュエータの慣性力によって誘起された電流を供給されることによって駆動する。制御手段は、停止又は反転駆動される前の第一アクチュエータの駆動力によって移動する車両ドアの移動を妨げるべく、電流の供給方向を定めて第二アクチュエータに供給する。従って、車両ドアは、第二アクチュエータの駆動力によって、第一アクチュエータへの停止又は反転制御の後、迅速に停止することができる。又は、車両ドアは、逆方向への移動を迅速に開始することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車両ドア制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、本発明の車両ドア制御装置は、ドア５（車両ドア）に駆動力Ｆ１を与えてドア５を開閉する第一モータ１（第一アクチュエータ）と、第一モータ１を制御するＥＣＵ（electronic control unit）３（制御手段）とを備える。さらに、第一モータ１の起電力により生じた電流ＩＧを供給されて作動し、ドア５に駆動力Ｆ２を与える第二モータ２と、ドア５の作動状態を検出するセンサ４（状態検出手段）とを備える。
そして、ＥＣＵ３は、第一モータ１の作動状態及びセンサ４の検出結果に基づいて、第二モータ２を流れる電流ＩＧ（後述する駆動電流ＪＭ）の方向を定め、第二モータ２への電流ＩＧの供給を制御する。
第二モータ２は、電流を流す方向によって、回転方向が異なる。従って、ＥＣＵ３は、第二モータ２を流れる電流ＩＧ（駆動電流ＪＭ）の方向を定めることによって、第二モータ２の回転方向を制御する。

〔第一実施形態〕
図２は、図１の車両ドア制御装置が搭載される車両ドアの一例を示す斜視図である。ここでは、開閉するドア５の端面に状態検出手段として長尺の挟み込み検出センサ４ａが配設されている場合を示している。以下、挟み込み検出センサ４ａ（挟み込み検出手段）が、ドア５の閉扉作動中に物体の挟み込みを検出した場合を例として、本発明の第一実施形態を説明する。
本例において、ＥＣＵ３は、挟み込み検出センサ４ａの検出結果に基づいて第一モータ１を駆動停止又は反転駆動する。また、ＥＣＵ３はそれと共に、駆動停止又は反転駆動される前の第一モータ１の駆動力（Ｆ１）と反対方向の駆動力をドア５に与えるべく、電流ＩＧが第二モータ２を流れる方向を定めて、電流ＩＧを第二モータ２へ供給する。

尚、挟み込み検出センサ４ａは、ゴムなどの弾性変形可能なチューブ内に所定の空隙を介在させて一対の電極を対向配設した感圧センサを利用することができる。また、この他、挟み込みに至る前であってもドア５に接触する物体の衝撃を検出可能な圧電センサなど、公知のものを適宜利用することができる。

図３及び図４は、第一モータ１及び第二モータ２の第一制御例を模式的に示す回路ブロック図であり、図３は閉扉作動時、図４は閉扉動作停止時を示すものである。
図に示すように、第一モータ１及び第二モータ２は、トランジスタによるブリッジ回路を用いて回転／停止、及び回転方向を制御される。トランジスタ１１〜１４は第一モータ１を制御するトランジスタであり、トランジスタ２１〜２４は第二モータ２を制御するトランジスタである。後述するように、第二モータ２は、第一モータ１からの起電流（電流ＩＧ）を駆動電流ＪＭとして駆動される。従って、起電流（電流ＩＧ）の発生する方向に応じて異なる経路を選択できるように、第二モータ２のブリッジ回路はハイサイドスイッチとしてのトランジスタ２１、２３を２つずつ有している。
尚、本例ではスイッチング手段としてトランジスタを用いたが、ＦＥＴやＩＰＳ／ＩＰＤ（intelligent power switch/device）など、他の手段を用いても勿論構わない。また、各トランジスタは、オフ制御時の誘導起電流を還流させるフライホイールダイオードを備えることが多いが、本例では図示を簡略化するために省略している。

図３に示すように、ドア５が閉扉作動中においては、第二モータ２を駆動するトランジスタ２１〜２４は全てＥＣＵ３によってオフ状態に制御される。第一モータ１を駆動するトランジスタ１１と対角のトランジスタ１２とがオン状態に制御されることによって、第一モータ１には駆動電流ＩＭが図示の方向に流れる。これによって、第一モータ１は例えば正転方向（ＣＷ方向）に回転し、ドア５を閉扉作動させる。尚、トランジスタ１１と１２とのオン制御には、一方がオン状態に、他方がＰＷＭ制御などによる間欠オン／オフ状態に制御される状態を含むものである。

ここで、挟み込み検出センサ４ａが物体の挟み込みを検出すると、ＥＣＵ３はこの検出結果に基づいて図４に示すように各トランジスタを制御する。まず、ＥＣＵ３はトランジスタ１１及び１２を共にオフにして、第一モータ１を停止させるべく制御する。しかし、この停止制御後も第一モータ１は慣性力によって回転を続け、逆に発電機となって駆動電流ＩＭとは逆方向の電流ＩＧ（起電流）を発生させる。そこで、ＥＣＵ３はトランジスタ１１及び１２を共にオフにすると共に、トランジスタ２１ａとトランジスタ２２とをオン状態に制御する。電流ＩＧは、トランジスタ２１ａを介して第二モータ２の駆動電流ＪＭとなって第二モータ２を反転方向（ＣＣＷ方向）に回転させ、ドア５にこの駆動力を作用させる。これによって、正転方向に回転する第一モータ１によって駆動力Ｆ１を与えられていたドア５には反転方向に回転する第二モータ２によって、反対方向の駆動力Ｆ２が与えられる。

第一モータ１の停止／反転によって駆動力Ｆ１は徐々に減少していくが、駆動力Ｆ１とは反対方向の駆動力Ｆ２が与えられることによって駆動力Ｆ１はさらに減少する。このため、挟み込み検出センサ４ａが物体の挟み込みを検出した後、第一モータ１が停止／反転開始するまでの反応時間を短くすることができる。

尚、本例においては、アクチュエータとしてモータを用いたが、これに限定されることなく、何れか一方又は双方にソレノイドを用いてもよい。特に、第二アクチュエータを第二モータ２ではなく、ソレノイドとすると、好適である。例えば、ボディやドアパネルなどの鉄板とソレノイドとの吸着力を利用して、ドア５の閉扉作動を効果的に妨げ、迅速にドア５の閉扉作動を停止させることができる。
また、本例では、状態検出手段として、挟み込み検出センサ４ａ（挟み込み検出手段）を備える場合を例示したが、もちろんこれに限定されるものではない。つまり、状態検出手段は、単一のセンサなどに限定されるものではなく、複数のセンサや、複数のセンサの検出結果に基づいて判定を行うＥＣＵなども含む。
本例では、ＥＣＵ３が第一モータ１を制御しているため、ドア５の移動方向なども同時に検出することが可能である。しかし、さらに、ドア５の位置や、移動方向を検出する位置センサ、エンコーダなどを、状態検出手段として備えていてもよい。さらに、車両の走行速度や運転状態、傾きを検出するセンサ、例えば、車速センサ、シフトレバーＳＷ、パーキングブレーキＳＷなども状態検出手段とすることができる。

〔第二実施形態〕
図５は、第一モータ１及び第二モータ２の第二制御例を模式的に示す回路ブロック図である。本例は、ドア５が開扉状態から手動で閉扉作動される場合のものである。手動で閉扉作動されるドア５の移動に伴って第一モータ１は正転方向（ＣＷ方向）に回転され、起電力によって電流ＩＧ（起電流）を発生する。ＥＣＵ３は、センサ４の検出結果に基づいて、乗員等による意図的な閉扉動作指示があったと判定する。そして、ドア５の閉扉作動をアシストすべく第二モータ２を流れる電流ＩＧ（駆動電流ＪＭ）の方向を定め、第二モータ２への電流ＩＧの供給を制御する。
図５に示すように、トランジスタ２３ａ及び２４をオン状態に制御することで、第二モータ２を正転方向に駆動するように電流ＩＧが供給され、第二モータ２には駆動電流ＪＭが流れる。ドア５には正転方向に回転する第二モータ２によって、閉扉方向の駆動力Ｆ２が与えられ、閉扉作動がアシストされる。

尚、本例においては、アクチュエータとしてモータを用いたが、これに限定されることなく、何れか一方又は双方にソレノイドを用いてもよい。
また、センサ４は、単一のセンサに限定されるものではなく、複数のセンサや、複数のセンサの検出結果に基づいて判定を行うＥＣＵなども含む。種々の事象を検出するセンサには、以下のようなものがある。ドアハンドルに設けられたスイッチや、タッチセンサなど、乗員等がドアハンドルを操作していないことを検出するものを含む。また、ドア５の位置や、移動方向を検出する位置センサ、エンコーダなども含む。さらに、車両の走行速度や運転状態、傾きを検出するセンサ、例えば、車速センサ、シフトレバーＳＷ、パーキングブレーキＳＷなども含む。

〔第三実施形態〕
図６は、第一モータ１及び第二モータ２の第三制御例を模式的に示す回路ブロック図である。本例は、ドア５が閉扉状態から手動で開扉作動される場合のものである。手動で開扉作動されるドア５の移動に伴って第一モータ１は反転方向（ＣＣＷ方向）に回転され、電流ＩＧ（起電流）を発生する。ＥＣＵ３は、センサ４の検出結果に基づいて、乗員等による意図的な開扉動作指示があったと判定する。そして、ドア５の開扉作動をアシストすべく第二モータ２を流れる電流ＩＧ（駆動電流ＪＭ）の方向を定め、第二モータ２への電流ＩＧの供給を制御する。
図６に示すように、トランジスタ２１ｂ及び２２をオン状態に制御することで、第二モータ２を反転方向に駆動するように電流ＩＧが供給され、第二モータ２には駆動電流ＪＭが流れる。ドア５には反転方向に回転する第二モータ２によって、開扉方向の駆動力Ｆ２が与えられ、開扉作動がアシストされる。

〔第四実施形態〕
図７は、第一モータ１及び第二モータ２の第四制御例を模式的に示す回路ブロック図である。本例は、ドア５が開扉状態から乗員等の意図とは関係なく閉扉作動される場合のものである。例えば、斜面に車両が駐停車している場合に、重力によって開扉しているドア５が閉扉作動するような場合である。
閉扉作動されるドア５の移動に伴って第一モータ１は正転方向（ＣＷ方向）に回転され、電流ＩＧ（起電流）を発生する。ＥＣＵ３は、センサ４の検出結果に基づいて、乗員等による意図的な閉扉動作指示が無いにも拘らず閉扉作動されたと判定する。そして、ドア５の閉扉作動を阻止すべく第二モータ２を流れる電流ＩＧ（駆動電流ＪＭ）の方向を定め、第二モータ２への電流ＩＧの供給を制御する。
図７に示すように、トランジスタ２１ａ及び２２をオン状態に制御することで、第二モータ２を反転方向に駆動するように電流ＩＧが供給され、第二モータ２には駆動電流ＪＭが流れる。ドア５には反転方向に回転する第二モータ２によって、開扉方向の駆動力Ｆ２が与えられ、閉扉作動を阻止すべく作用する。

尚、本例においては、アクチュエータとしてモータを用いたが、これに限定されることなく、何れか一方又は双方にソレノイドを用いてもよい。特に、第二アクチュエータを第二モータ２ではなく、ソレノイドとすると、好適である。例えば、ボディやドアパネルなどの鉄板とソレノイドとの吸着力を利用して、ドア５の閉扉作動を効果的に妨げることができる。
また、センサ４は、単一のセンサに限定されるものではなく、複数のセンサや、複数のセンサの検出結果に基づいて判定を行うＥＣＵなども含む。種々の事象を検出するセンサには、以下のようなものがある。ドアハンドルに設けられたスイッチや、タッチセンサなど、乗員等がドアハンドルを操作していないことを検出するものを含む。また、ドア５の位置や、移動方向を検出する位置センサ、エンコーダなども含む。さらに、車両の走行速度や運転状態、傾きを検出するセンサ、例えば、車速センサ、シフトレバーＳＷ、パーキングブレーキＳＷなども含む。

〔第五実施形態〕
図８は、第一モータ１及び第二モータ２の第五制御例を模式的に示す回路ブロック図である。本例は、ドア５が閉扉状態から乗員等の意図とは関係なく開扉作動される場合のものである。例えば、斜面に車両が駐停車している場合に、重力によって閉扉しているドア５が開扉作動するような場合である。
開扉作動されるドア５の移動に伴って第一モータ１は反転方向（ＣＣＷ方向）に回転され、電流ＩＧ（起電流）を発生する。ＥＣＵ３は、センサ４の検出結果に基づいて、乗員等による意図的な開扉動作指示が無いにも拘らず開扉作動されたと判定する。そして、ドア５の開扉作動を阻止すべく第二モータ２を流れる電流ＩＧ（駆動電流ＪＭ）の方向を定め、第二モータ２への電流ＩＧの供給を制御する。
図８に示すように、トランジスタ２３ａ及び２４をオン状態に制御することで、第二モータ２を正転方向に駆動するように電流ＩＧが供給され、第二モータ２には駆動電流ＪＭが流れる。ドア５には正転方向に回転する第二モータ２によって、閉扉方向の駆動力Ｆ２が与えられ、開扉作動を阻止すべく作用する。

尚、本例においては、アクチュエータとしてモータを用いたが、これに限定されることなく、何れか一方又は双方にソレノイドを用いてもよい。特に、第二アクチュエータを第二モータ２ではなく、ソレノイドとすると、好適である。例えば、ボディやドアパネルなどの鉄板とソレノイドとの吸着力を利用して、ドア５の開扉作動を効果的に妨げることができる。
また、センサ４は、単一のセンサに限定されるものではなく、複数のセンサや、複数のセンサの検出結果に基づいて判定を行うＥＣＵなども含む。種々の事象を検出するセンサには、以下のようなものがある。ドアハンドルに設けられたスイッチや、タッチセンサなど、乗員等がドアハンドルを操作していないことを検出するものを含む。また、ドア５の位置や、移動方向を検出する位置センサ、エンコーダなども含む。さらに、車両の走行速度や運転状態、傾きを検出するセンサ、例えば、車速センサ、シフトレバーＳＷ、パーキングブレーキＳＷなども含む。

以上説明したように、本発明によって、車両ドアの作動状態に基づいて迅速に車両ドアの運動状態を制御することのできる車両ドア開閉制御装置を提供することができる。

本発明に係る車両ドア制御装置の構成を模式的に示すブロック図図１の車両ドア制御装置が搭載される車両ドアの一例を示す斜視図第一及び第二モータの第一制御例（閉扉作動時）を模式的に示す回路ブロック図第一及び第二モータの第一制御例（閉扉動作停止時）を模式的に示す回路ブロック図第一及び第二モータの第二制御例を模式的に示す回路ブロック図第一及び第二モータの第三制御例を模式的に示す回路ブロック図第一及び第二モータの第四制御例を模式的に示す回路ブロック図第一及び第二モータの第五制御例を模式的に示す回路ブロック図

符号の説明

１：第一モータ（第一アクチュエータ）
２：第二モータ（第二アクチュエータ）
３：ＥＣＵ（制御手段）
４：センサ（状態検出手段、挟み込み検出手段）
４ａ：挟み込み検出センサ（状態検出手段、挟み込み検出手段）
５：車両ドア
ＩＧ：第一モータ起電流（電流）
Ｆ１：第一モータによる駆動力
Ｆ２：第二モータによる駆動力

Claims

車両ドアに駆動力を与えて前記車両ドアを開閉する第一アクチュエータと、この第一アクチュエータを制御する制御手段とを備えた車両ドア開閉制御装置であって、
前記第一アクチュエータの起電力により生じた電流を前記制御手段による制御によって供給されて作動し、前記車両ドアに駆動力を与える第二アクチュエータと、
前記車両ドアが静止状態にあるか否か、及び静止状態にない場合には移動方向を検出する状態検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第一アクチュエータの作動状態及び前記状態検出手段の検出結果に基づいて、前記第二アクチュエータが前記車両ドアの移動を助ける駆動力又は妨げる駆動力の何れを前記車両ドアに与えるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記第二アクチュエータを流れる前記電流の方向を定めて前記電流を供給する車両ドア開閉制御装置。
前記状態検出手段は、前記車両ドアによる物体の挟み込みを検出する挟み込み検出手段であり、
前記制御手段は、前記挟み込み検出手段の検出結果に基づいて前記第一アクチュエータの駆動を停止又は反転駆動すると共に、停止又は反転駆動される前の前記第一アクチュエータの駆動力による前記車両ドアの移動を妨げる駆動力を前記車両ドアに与えるべく、前記第二アクチュエータを流れる前記電流の方向を定めて前記電流を供給する請求項１に記載の車両ドア制御装置。