(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けた開口を移動機構により開閉移動される開閉体と、駆動源の動力を前記移動機構に断続自在に伝達する電磁クラッチと、前記電磁クラッチを断続制御するコントローラと、前記コントローラに供給される電源電圧の低下時に起動する電圧低減時制御回路とを備え、
前記電圧低減時制御回路は、電磁クラッチを一定時間駆動させた後設定時間経過後に電磁クラッチの接続を断つタイマと、繰り返し波形を発生させ電磁クラッチを断続が繰り返すよう駆動する繰り返し波形発生回路とを有することを特徴とする車両用開閉体の自動開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等の駆動源の駆動力を電磁クラッチを介してスライドドア、サイドドア、バックドア等の車両の開閉体に伝達し、開閉体を開閉移動させる車両用開閉体の自動開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車体の側面に前後方向にスライド可能に取り付けた開閉体を、モータ等の駆動源によって開閉移動するようにした車両用開閉体の自動開閉装置が知られている。この装置は、運転席やドアハンドルの近くに設けた操作子を使用者が意識的に操作することによって、コントローラを介して駆動源を起動し、開閉体を開閉移動するものである。
【０００３】
また、この装置は、駆動源と開閉体との間に介在する電磁クラッチの伝達維持力をコントローラで制御することによって、車両が坂道に停止した場合に開閉体が動き出さないように、あるいは手動による開閉操作が可能なように保持するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術において、コントローラに電源を供給するバッテリーが劣化してくると、エンジンの始動時などにバッテリーの出力電圧が低下し、それによってコントローラが作動を停止するおそれがある。コントローラが作動を停止すると、電磁クラッチがオフ（断）となり、車両が坂道に停止していると開閉体が自重で急閉・急開してしまうおそれがある。
【０００５】
とくに、コントローラにマイクロコンピュータ（以下、マイコン、という）を使用している場合は、低電圧時の暴走を防止するために、電源電圧が低下するとマイコンをリセットしている。このため、電磁クラッチの能力としては、開閉体を保持できる電源電圧であっても、マイコンそのものがリセットされてしまうので、制御不能となり、電磁クラッチがオフしてしまう。
【０００６】
また、本出願人の出願に係わる特開平１０−２１２８６７号公報には、前記不都合を解決するため、コントローラに供給する電源電圧が低下してコントローラが不作動になったとき、クラッチ装置を強制的に接続する回路を独立して設ける技術が提案されている。しかしながら、クラッチ装置を強制的に接続させると電源電圧が正常に回復するまで、手動で開閉体の開閉操作ができなくなるという不都合が生じる。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、電源電圧が低下してコントローラが作動しなくなった場合でも、開閉体を一定時間緩やかに開閉させ、その後クラッチ装置をオフし手動による開閉体の開閉操作ができる車両用開閉体の自動開閉装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車体に設けた開口を移動機構により開閉移動される開閉体と、駆動源の動力を前記移動機構に断続自在に伝達する電磁クラッチと、前記電磁クラッチを断続制御するコントローラと、前記コントローラに供給される電源電圧の低下時に起動する電圧低減時制御回路とを備え、前記電圧低減時制御回路は、電磁クラッチを一定時間駆動させた後設定時間経過後に電磁クラッチの接続を断つタイマと、繰り返し波形を発生させ電磁クラッチを断続が繰り返すよう駆動する繰り返し波形発生回路とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両が坂道に停車し、開閉体は、途中位置に停止しているときでも、繰り返し波形による断続的な電磁クラッチの駆動により減速を受けながら、落下方向に移動することになるので、開閉体の急閉または急開を防止することができる。この繰り返し波形による断続的な電磁クラッチの駆動は、所定時間行われるので、開閉体は、全閉または全開いずれかの安全な位置まで到達し停止することが出来る。
【００１１】
また、この電磁クラッチが、所定時間経過後接続を断つので、停止後の開閉体は、手動力による開閉操作が可能であり、使い勝手がよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による車両用スライドドアの自動開閉装置が適用された自動車の一例を示す外観斜視図で、車体１の側面に、スライドドア３が前後方向に開閉可能に装着された状態を示している。図２は、スライドドア３（鎖線で示す）を取り外した状態を示す車体１の拡大斜視図であり、図３は、スライドドア３のみを単独で示す斜視図である。
【００１３】
これらの図において、スライドドア３は、内側上下端にそれぞれ固設した上側摺動連結具３１および下側摺動連結具３２を、車体１のドア開口部１１の上縁に設けた上部トラック１２および下縁に設けた下部トラック１３に、それぞれ連係することによって、車体１に前後方向に摺動自在に懸架されている。
【００１４】
また、スライドドア３は、内側後端に取り付けたヒンジアーム３３が、車体１の後部ウェスト部付近に固定したガイドトラック１４に、摺動自在に係合して、案内され、ドア開口部１１を密閉した全閉位置から、車体１のアウターパネルの外側面より若干外方に突出しながら、車体１の外装パネル側面と平行に後方に移動し、ドア開口部１１を全開させる全開位置まで移動するように装着されている。さらに、スライドドア３の外側面には、手動によって開閉操作を行うためのドアハンドル３５が取り付けられている。
【００１５】
また、図４に示すように、車体１のドア開口部１１の後方には、車体１を外装するアウターパネルと室内側のインナーパネルとの間に、スライドドア駆動装置５が装着されている。このスライドドア駆動装置５は、モータ駆動によってガイドトラック１４内に配設されているケーブル部材５１を移動させ、それによってケーブル部材５１に連結されたスライドドア３を移動させるものである。
【００１６】
なお、本実施の形態では、車内に設置した開閉スイッチによって、スライドドア３の開閉指示を行うと共に、図１に示すように、車外からワイヤレスリモコン９によっても開閉指示を行うことができるように構成されている。この構成の詳細については、後述する。
【００１７】
図５は、スライドドア駆動装置５の要部を示す斜視図である。同図において、スライドドア駆動装置５は、「駆動源」としてのモータ駆動部５２を有し、このモータ駆動部５２は、車体１の室内側にボルト等をもって固定されたベースプレート５３に、正逆転可能なスライドドア開閉用の開閉モータ５４と、ケーブル部材５１が巻回されたドライブプーリ５５と、電磁クラッチ５６を内蔵する減速部５７とをそれぞれ固定した構成からなっている。
【００１８】
ドライブプーリ５５に巻回されたケーブル部材５１は、ガイドトラック１４の後方に設けられた一対の案内プーリ５８，５８を介して外向きにコ字型に開口するガイドトラック１４の上方の開口部１４ａと、下方の開口部１４ｂとに互いに平行に掛け回されるとともに、ガイドトラック１４の前端部に設けた反転プーリ５９に巻回されて無端索条を形成している。
【００１９】
また、ケーブル部材５１のガイドトラック１４の開口部１４ａを走行する部分の適所には、開口部１４ａ内を抵抗なく走行できる状態で、移動部材３６が固設されている。ケーブル部材５１は、この移動部材３６より前方側が閉扉用ケーブル５１ａとなり、後方側が開扉用ケーブル５１ｂとなっている。
【００２０】
移動部材３６は、ヒンジアーム３３を介してスライドドア３の内側後端部に連結されており、開閉モータ５４の回転による閉扉用ケーブル５１ａまたは開扉用ケーブル５１ｂの引っ張り力によって、ガイドトラック１４の開口部１４ａ内を前方または後方に移動し、それによって、スライドドア３を閉扉方向または開扉方向に移動させるようになっている。したがって、ケーブル部材５１、案内プーリ５８、反転プーリ５９、ヒンジアーム３３および移動部材３６等によって、スライドドア移動機構が構成されている。
【００２１】
また、ドライブプーリ５５の回転軸には、その回転角度を高分解能に計測するロータリーエンコーダ６０が、連係されている。ロータリーエンコーダ６０は、ドライブプーリ５５の回転角度に応じたパルス数の出力信号を発生し、ドライブプーリ５５に巻回されているケーブル部材５１の移動量、すなわち、スライドドア３の移動量を計測できるようになっている。このため、スライドドア３の全閉位置を初期値としてロータリーエンコーダ６０からのパルス数を全開位置まで計数すれば、その位置計数値Ｎは移動部材３６の位置、すなわち、スライドドア３の位置を表すことになる。
【００２２】
図６は、スライドドア３の移動状況を示す概略的平面図である。前述したように、スライドドア３は、上側摺動連結具３１および下側摺動連結具３２が、上部トラック１２および下部トラック１３と連係することによって、前方部が保持されており、ヒンジアーム３３が移動部材３６を介して、ケーブル部材５１に固設されることで、後方部が保持されている。
【００２３】
次に、図７に示すブロック図を参照しながら、スライドドア制御装置７と、車体１およびスライドドア３内の各電気的要素との接続関係について説明する。スライドドア制御装置７は、マイクロコンピュータによるプログラム制御によって、スライドドア駆動装置５を制御するもので、例えば車体１内のモータ駆動部５２の近傍に配置されている。
【００２４】
スライドドア制御装置７と車体１内の各電気的要素との接続としては、直流電圧ＢＶを受けるためのバッテリー１５との接続、イグニッション信号ＩＧを受けるためのイグニッションスイッチ１６との接続、パーキング信号ＰＫを受けるためのパーキングスイッチ１７との接続、メインスイッチ信号ＭＡを受けるためのメインスイッチ１８との接続がある。
【００２５】
さらに、ドア開信号ＤＯを受けるためのドア開スイッチ１９との接続、ドア閉信号ＤＣを受けるためのドア閉スイッチ２０との接続、ワイヤレスリモコン９からのリモコン開信号ＲＯまたはリモコン閉信号ＲＣを受けるためのキーレスシステム２１との接続、スライドドア３が自動開閉されることを警告するために警報音を発生するブザー２２との接続、車速信号ＳＳを受けるための車速センサ２３との接続がある。なお、ドア開スイッチ１９およびドア閉スイッチ２０が、それぞれ２つの操作子から構成されているのは、これらのスイッチが、例えば、車内の運転席と後部座席との２箇所に設置されていることを示している。
【００２６】
次に、スライドドア制御装置７とスライドドア駆動装置５との接続関係は、開閉モータ５４に、電力を供給するための接続、電磁クラッチ５６を制御するための接続、ロータリーエンコーダ６０からのパルス信号を受けてパルス信号φ１、φ２を出力するパルス信号発生部６１との接続などがある。
【００２７】
スライドドア制御装置７とスライドドア３内の各電気的要素との接続は、スライドドア３が、全閉状態から若干開いた状態で、ドア開口部１１に設けた車体側コネクタ２４とスライドドア３の開口端に設けたドア側コネクタ３７とが接続されることによって可能となる。
【００２８】
この接続状態でのスライドドア制御装置７とスライドドア３内の各電気的要素との接続関係としては、スライドドア３をハーフラッチ直前からフルラッチの状態にまで締め込むためのクロージャーモータ（ＣＭ）３８に電力を供給するための接続、ドアロック３４を駆動してストライカ２５から外すためのアクチュエータ（ＡＣＴＲ）３９に電力を供給するための接続、ハーフラッチを検出するハーフラッチスイッチ４０からのハーフラッチ信号ＨＲを受けるための接続、ドアロック３４と連結しているドアハンドル３５の操作を検出するドアハンドルスイッチ３５ａからのドアハンドル信号ＤＨを受けるための接続などがある。なお、下部トラック１３上には、スライドドア３が全開位置に達したときに、下側摺動連結具３２によってオンする全開検出スイッチ６５が取り付けられている。
【００２９】
図８は、図７に示すブロック図から本発明の要部である電磁クラッチの制御部分を抽出して示すブロック図である。同図において、スライドドア制御装置７は内部にマイコンを備えるコントローラ７１を有し、一定の時間間隔で繰り返し制御を行っている。
【００３０】
また、スライドドア制御装置７は、電源監視回路７２を有し、この電源監視回路７２は、バッテリー１５からの電源電圧を受けてコントローラ７１に供給する電源電圧Ｖccを生成すると共に、バッテリー１５の出力電圧を監視する機能を有している。
【００３１】
すなわち、電源監視回路７２は、バッテリー１５の出力電圧が一定値以下に低下したことを検出すると、コントローラ７１のリセット端子にリセット信号を出力し、コントローラ７１の動作を停止させる。これは、コントローラ７１を構成するマイコンは、バッテリー電圧が定格電圧より低くなると、暴走する可能性があるためである。定格電圧は、マイコンの種類や電源回路等における電圧低下により異なるが、バッテリー電圧が６．５ボルト付近（マイコン自体への電圧で約４ボルト付近）でリセットするようにしている。
【００３２】
電磁クラッチ５６の一端は、バッテリー１５に接続され、他端は、スライドドア制御装置７内のスイッチ素子８１を介して接地されている。
【００３３】
また、スライドドア制御装置７は、第１および第２のモータ制御リレー７４，７５を有する。第１のモータ制御リレー７４は、そのリレーコイル７４Ｌの一端がコントローラ７１のスイッチ素子ＴＲ２に接続され、他端がバッテリー１５に接続されている。接点スイッチ７４Ｓの可動端子は、開閉モータ５４の一端に接続され、２つある固定端子の一方は、バッテリー１５に接続され、他方は、モータブレーキキャンセルリレー７６の接点スイッチ７６Ｓを介して接地されている。
【００３４】
第２のモータ制御リレー７５は、そのリレーコイル７５Ｌの一端がコントローラ７１のスイッチ素子ＴＲ３に接続され、他端が、バッテリー１５に接続されている。接点スイッチ７５Ｓの可動端子は、モータ５４の他端に接続され、２つある固定端子の一方は、バッテリー１５に接続され他方は接地されている。
【００３５】
また、スライドドア制御装置７は、モータブレーキキャンセルリレー７６を有し、そのリレーコイル７６Ｌの一端が、コントローラ７１のスイッチング素子ＴＲ４に接続され、他端がバッテリー１５に接続されている。接点スイッチ７６Ｓは、可動端子がモータ制御リレー７４の他方の固定端子に接続され、固定端子は接地されている。
【００３６】
また、電磁クラッチ５６の一端は、バッテリー１５に接続され、他端は、スライドドア制御装置７内のスイッチ素子８１を介して接地されている。
【００３７】
このスイッチ素子８１は、コントローラ７１のスイッチ素子ＴＲ１１のＡ出力の反転値及びＡＮＤ回路８３の出力のＯＲ条件を取るＯＲ回路８２の出力によって、制御される。ＡＮＤ回路８３は、スイッチ素子ＴＲ１２のＢ出力の反転値と一端がスイッチ素子ＴＲ１２のＢ出力に接続されたタイマ８４の出力と一端がバッテリ１５に接続されたパルス発生回路８５の出力とのＡＮＤ条件を取る。タイマ８４は、常時”Ｌ”を出力し、Ｂ出力が”Ｌ”になると、その時点から”Ｈ”を設定時間継続して出力し、設定時間経過後は”Ｌ”を出力するものである。パルス発生回路８５は、バッテリ１５に接続されているので、一定周期で”Ｈ”、”Ｌ”交互に切り替わるパルス信号を常時出力している。ここで、ＯＲ回路８２、ＡＮＤ回路８３、タイマ８４、パルス発生回路８５は、電圧低減時制御回路を構成している
【００３８】
この構成において、通常作動時（電源電圧６．５ボルト以上）は、コントローラ７１のマイコンが作動しているので、Ｂ出力は、絶えず“Ｈ”出力となるようにスイッチ素子ＴＲ１２が制御されている。すると、ＡＮＤ回路８３には、Ｂ出力の反転値“Ｌ”が入力されるため、ＯＲ回路８２へは”Ｌ”が出力される。よって、ＯＲ回路８２の出力は、Ａ出力の反転値となるので、スイッチ素子８１をコントローラ７１側で制御することが可能である。
【００３９】
すなわち、Ａ出力が“Ｈ”となれば、スイッチ素子８１は、オフとなり、電磁クラッチ５６もオフとなる。Ａ出力が“Ｌ”となれば、スイッチ素子８１は、オンとなり、電磁クラッチ５６もオンとなる。
【００４０】
ドア開スイッチ１９が、オン操作されると、Ａ出力が“Ｌ”となり、スイッチ素子８１がオンとなり、電磁クラッチ５６もオンとなる。次いで、スイッチ素子ＴＲ２が、オンしてモータ制御リレー７４のリレーコイル７４Ｌに電流が流れ、それによって、接点スイッチ７４Ｓが閉じる。接点スイッチ７４Ｓが閉じると、開閉モータ５４の一端がバッテリー１５に接続され、開閉モータ５４の他端は、モータ制御リレー７５を介して接地されているので、開閉モータ５４は、スライドドア３を開方向に駆動する方向に回転駆動される。これによって、開閉モータ５４の動力が、電磁クラッチ５６およびドライブプーリ５５を介して、ケーブル部材５１に伝達され、スライドドア３が開方向に駆動される。
【００４１】
ドア閉スイッチ２０が、オン操作された場合は、同様にしてＡ出力が“Ｌ”となり、スイッチ素子８１がオンとなり、電磁クラッチ５６もオンとなる。次いで、スイッチ素子ＴＲ３がオンしてモータ制御リレー７５のリレーコイル７５Ｌに電流が流れ、それによって、接点スイッチ７５Ｓが閉じ、開閉モータ５４の他端がバッテリー１５に接続される。
【００４２】
開閉モータ５４の一端は、モータ制御リレー７４およびモータブレーキキャンセルリレー７６を介して接地されているので、開閉モータ５４は、スライドドア３を閉方向に駆動する方向に回転駆動される。これによって、開閉モータ５４の動力が電磁クラッチ５６およびドライブプーリ５５を介してケーブル部材５１に伝達され、スライドドア３が閉方向に駆動される。
【００４３】
図９は、電源電圧が低下したときの本発明の作用をタイムチャートである。電源電圧が、６．５ボルト以下では、電源監視回路７２からコントローラ７１に対してリセット信号が出力され、コントローラ７１は、リセット状態になる。すると、Ｂ出力は、オープンになるが、プルダウン抵抗により“Ｌ”状態となる。ＡＮＤ回路８３には、Ｂ出力の反転値“Ｈ”が入力される。
【００４４】
タイマ８４は、Ｂ出力が“Ｌ”になった時点Ｔ１から計時を開始し、設定時間である１０秒間ＡＮＤ回路８３に“Ｈ”を出力する。パルス発生回路８５は、常時パルス信号を出力しているので、Ｂ出力及びタイマ８４の出力が“Ｈ”になると、パルス信号が“Ｈ”になるときにＡＮＤ回路８３のＡＮＤ条件が成立することになる。すなわち、パルス発生回路８５から発生するパルス信号と同じタイミングでＡＮＤ回路８３からも“Ｈ”出力がＯＲ回路８２に出力される。このとき、ＯＲ回路８２のＡ出力の反転値は、“Ｌ”となっているので、ＯＲ回路８２の出力は、ＡＮＤ回路８３の出力に従うことになる。
【００４５】
ＯＲ回路８２から出力されるパルス状の信号は、スイッチ素子８１を同じタイミングでオンオフさせる。このスイッチ素子８１のオンオフに従い、電磁クラッチ５６もオンオフを繰り返す。
【００４６】
こうすることによって、車両が坂道に停車し、スライドドア３は、途中位置に停止しているときでも、パルス信号による断続的な電磁クラッチ５６の駆動により減速を受けながら落下方向に移動することになるので、スライドドア３の急閉または急開を防止することができる。このパルス信号による断続的な電磁クラッチ５６の駆動は、１０秒間継続して行われるので、スライドドア３は、全閉または、全開いずれかの安全な位置まで到達し停止することが出来る。
【００４７】
計時を継続しているタイマ８４は、１０秒が経過した時点Ｔ２になると、出力を“Ｌ”に切り替える。すると、ＡＮＤ回路８３のＡＮＤ条件が不成立となり、ＯＲ回路８２への“Ｈ”出力が“Ｌ”に切り替わる。これにより、ＯＲ回路８２はＯＲ条件が不成立となり、スイッチ素子８１への出力をオフとする。スイッチ素子８１が、オフになるので、電磁クラッチ５６もオフの状態となる。この電磁クラッチ５６が、所定時間経過後、オフになるので、停止後のスライドドア３は、手動力による開閉操作が可能であり使い勝手がよい。
【００４８】
本実施例では、繰り返し波形発生回路は、パルス波形を発生するパルス発生回路としたが、本発明は、これに限定されるものでなく、正弦波または三角波等の繰り返し波形を発生させる回路であれば置き換え可能である。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車両が坂道に停車し、開閉体は、途中位置に停止しているときでも、繰り返し波形による断続的な電磁クラッチの駆動により減速を受けながら、落下方向に移動することになるので、開閉体の急閉または急開を防止することができる。この繰り返し波形による断続的な電磁クラッチの駆動は、所定時間行われるので、開閉体は全閉または全開いずれかの安全な位置まで到達し停止することが出来る。
【００５０】
また、この電磁クラッチが、所定時間経過後接続を断つので、停止後の開閉体は、手動力による開閉操作が可能であり、使い勝手がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される自動車の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図１のスライドドアを取り外した状態を示す車体の拡大斜視図である。
【図３】図１のスライドドアを示す斜視図である。
【図４】図１の車内側から見たスライドドアの取り付け部分を示す斜視図である。
【図５】図１のスライドドア駆動装置の要部を示す斜視図である。
【図６】図２のスライドドアの移動状況を示す概略的平面図である。
【図７】図２のスライドドア制御装置と周辺の電気的要素との接続関係を示すブロック図である。
【図８】図２の本発明の要部を抽出して示す一実施の形態のブロック図である。
【図９】図７のスライドドア制御装置の作動関係を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１  車体
３  スライドドア（開閉体）
５  スライドドア駆動装置
７  スライドドア制御装置
１９  ドア開スイッチ
２０  ドア閉スイッチ
３３  ヒンジアーム
３６  移動部材
５１  ケーブル部材
５２  モータ駆動部（駆動源）
５４  開閉モータ
５６  電磁クラッチ
５８  案内プーリ
５９  反転プーリ
７１  コントローラ
７２  電源監視回路
８１  スイッチ素子
８２  ＯＲ回路（電圧低減時制御回路）
８３  ＡＮＤ回路（電圧低減時制御回路）
８４  タイマ
８５  パルス発生回路（繰り返し波形発生回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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