(57)【要約】【課題】小型化することができ、特別な方向判別のための機構を備えることなく電動スライドドアのドア駆動の正転、逆転の判定ができる車両の電動スライドドア用ポテンショメータを提供すること。【解決手段】車両１００の電動スライドドア１０６を駆動する際に、ドア位置の検出手段として採用されるポテンショメータ１０であって、前記ドア位置に応じて当該ポテンショメータ１０の回転軸１１が正逆自在に単回転し、前記回転角に応じた出力値（Ｖｐ）が前記単回転に伴って非対称のこぎり波となること。【選択図】　図３
2004037296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電動スライドドアを駆動する際に、ドア位置の検出手段として採用されるポテンショメータであって、
前記ドア位置に応じて当該ポテンショメータの回転軸が正逆自在に単回転し、
前記回転軸の回転角に応じた出力値が前記単回転に伴って非対称のこぎり波となることを特徴とする車両の電動スライドドア用ポテンショメータ。
【請求項２】
ポテンショメータが、車両の電動スライドドア開閉駆動装置における車両本体側の回転駆動部又は回転従動部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両の電動スライドドア用ポテンショメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動スライドドアを駆動する車両において、ドアの開閉駆動装置に付設して間接的にスライドドアの位置を検出することができる車両の電動スライドドア用ポテンショメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の電動スライドドアの位置検出手段としては、図５に示すように、リミットスイッチ９１，９２がある。このリミットスイッチ９１，９２は、電動スライドドア１０６の全閉位置と全開位置を検知するために、車両１００のドア案内部１０７に配設されていた。一方で、電動スライドドア１０６の開閉駆動制御をするＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）や、駆動源である例えばモータ等は、車室の内装内側に配設されていた。
【０００３】
このリミットスイッチ９１，９２によれば、電動スライドドア１０６を開方向に駆動していた際に、ＥＣＵは、リミットスイッチ９１の作動を検知した場合に、電動スライドドア１０６が全開したと判定してドア駆動を停止していた。一方、電動スライドドア１０６を閉方向に駆動していた際に、ＥＣＵは、リミットスイッチ９２の作動を検知した場合に、電動スライドドア１０６が全閉したと判定してドア駆動を停止していた。
【０００４】
しかしながら、このリミットスイッチ９１，９２を位置検出手段として採用する際には、ドア案内部１０７から車室の内装内側にかけてハーネス等の引き回し処理をしなければならないので、車両メーカの取付工数がかかってしまうという問題点があった。また、リミットスイッチ９１，９２が雨やダスト等の環境条件の劣悪な場所になってしまう等、信頼性の問題もあった。
【０００５】
そこで、上記問題を解決する手段として、多回転のポテンショメータを検出手段として採用することが案出された。図６に示すように、多回転のポテンショメータ８０は、３６０°以上回転する多回転の回転軸８１を本体８２に備えており、この回転軸８１の多回転に伴ってリニアなアナログ信号となるポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を出力するものである。
【０００６】
このポテンショメータ８０を検出手段として採用する際には、回転軸８１の回転角を、電動スライドドア１０６の駆動源、例えばモータ等の回転に同期させ、回転軸８１の回転角をドア位置に対応させる。同期の一例として、例えば回転軸８１が５回転するポテンショメータ８０の場合には、回転軸８１の最小回転角（０°）を電動スライドドア１０６の全閉位置に対応させ、さらに最大回転角（３６０°×５＝１８００°）を全開位置に対応させて、この間で回転軸８１の回転角がモータ等の回転に伴って増加するようにさせるのである。
【０００７】
このポテンショメータ８０によれば、ドア位置の全閉位置から全開位置において、回転角に応じたポテンショ出力電圧（Ｖｐ）が多回転に伴ってリニアなアナログ信号となるので、このポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を検知することによって、電動スライドドア１０６の位置を判断することができる。また、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）の変位量を検出して、その変位量が正値か負値かを判断することにより、回転角が増加しているか減少しているかを検知することができる。つまり、回転角が増加している場合は、電動スライドドア１０６が開方向へ駆動されていることを検知でき、一方、回転角が減少している場合は、閉方向へ駆動されていることを検知することができるのである。したがって、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を検知することにより、駆動方向についても判定できるのである。
【０００８】
また、このポテンショメータ８０をＥＣＵ、モータ等の近辺に取り付けた場合には、ハーネス等の引き回し処理工程を削除できるので、車両メーカの取付工数を軽減することが可能である。また、ドア案内部１０７以外の例えば車室の内装内側に取付可能であるので、電気部品の環境条件を改善することができ、高信頼性を実現できる。さらには、そのポテンショ出力電圧（Ｖｐ）がリニアなアナログ信号となるので、全閉位置から全開位置の如何なるドア位置においても、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）とドア位置が１：１に対応することとなって、ドア位置を高精度に検知することが可能となる。
【０００９】
ところが、この多回転のポテンショメータ８０は、その構成上回転軸８１の回転に伴い、当該回転軸８１がポテンショメータ８０の本体８２内へ沈み込んだり、その逆に本体８２内から浮き出したりする。このように、回転軸８１が軸方向へ移動するため、本体８２内に回転軸８１の沈み込み分の長さを設けなければならず、ポテンショメータ８０が大型化するという新たな問題点が発生する。
【００１０】
一方で、これを解決する手段として、単回転のポテンショメータを使用することも考えられる。単回転のポテンショメータは、回転軸がその軸方向へ移動することなく、反復継続して３６０°以上回転するものである。
【００１１】
しかしながら、図７に示すように、従来の一般的なポテンショメータ７０によれば、その単回転に伴うポテンショ出力電圧（Ｖｐ）をプロットアウトすると、二等辺三角波となっていた。つまり、図８に示すように、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）は、回転角が１８０°のときピーク値（Ｖｐｅａｋ）となり、回転角０°から１８０°までの傾き（θ８）と、１８０°から３６０°までの傾き（θ９）が等しい。これは、例えば回転角が、傾き（θ８）上で増加する場合と、傾き（θ９）上で減少する場合において、それぞれのポテンショ出力電圧（Ｖｐ）の変位量（ΔＶｐ）が一致することを意味し、回転軸７１が正転しても逆転しても、変位量（ΔＶｐ）が等しくなってしまう。したがって、このポテンショ出力電圧（Ｖｐ）だけでは、回転軸７１の正転又は逆転を判定できない。すなわち、検出手段として採用できず、二等辺三角波の左右を判別するための特別な機構、例えば波形の左右を判別して出力するスイッチや、あるいは別途位相の異なる三角波を出力する手段等が必要となっていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が、解決しようとする課題は、小型化することができ、特別な方向判別のための機構を備えることなく電動スライドドアのドア駆動の正転、逆転の判定ができる車両の電動スライドドア用ポテンショメータを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明が採った手段は、図面に使用する符号を付して説明すると、「車両１００の電動スライドドア１０６を駆動する際に、ドア位置の検出手段１０として採用されるポテンショメータ１０であって、前記ドア位置に応じて当該ポテンショメータ１０の回転軸１１が正逆自在に単回転し、前記回転角に応じた出力値（Ｖｐ）が前記単回転に伴って非対称のこぎり波となる」ことを特徴としている。
【００１４】
ここで、単回転とは、回転軸１１が回転に伴ってその軸方向へ移動することがなく、回転軸１１の中心線ａを中心として回ること、あるいは、回り続けることをいう。
【００１５】
非対称のこぎり波とは、三角波のうち、二等辺三角波以外の三角波をいい、その出力に出力不定又は出力なし等のデットラインがないアナログ出力の信号をいう。つまり、二等辺三角波のように左右の傾斜角度が等しい三角波ではなく、左右非対称の連続した波形となっているのである。具体的に説明すれば、出力値（Ｖｐ）は、図４に示すように、ピーク値（Ｖｐｅａｋ）が回転角１８０°においてではなく左右にズレており、例えば約３００°となっているのである。ゆえに、回転角０°から約３００°までの傾き（θ１）は、図８における二等辺三角波の場合の傾き（θ８）より緩やかとなっており、一方、約３００°から３６０°までの傾き（θ２）は、二等辺三角波の場合の傾き（θ９）より急峻となっている。
【００１６】
この請求項１の手段によれば、車両１００の電動スライドドア１０６を駆動する際に、検出手段１０として採用されるポテンショメータ１０の回転軸１１が、ドア位置に応じて正逆自在に単回転するので、全閉位置から全開位置のドア位置において、回転軸１１の回転角が対応することとなる。さらに、ポテンショメータ１０の出力値（Ｖｐ）が、回転角に応じた出力となるとともに、単回転に伴って非対称のこぎり波となるので、出力値（Ｖｐ）を検知し、時間あたりの出力値（Ｖｐ）の変位量（ΔＶｐ１，ΔＶｐ２）を求めることにより、ドア位置及びドア駆動方向を判定することができる。以下、図３及び４を参照して、回転角０°を全閉位置に対応させ、回転軸１１が５回転した回転角１８００°を全開位置に対応させたポテンショメータ１０について、具体的に説明する。
【００１７】
まず、回転角が０°から３６０°までの場合について説明する。出力値（Ｖｐ）が駆動前出力値（Ｖｐ０）である場合、回転角は、約１８０°か約３３０°の何れかである。ここで、ドア駆動によって、駆動前出力値（Ｖｐ０）から駆動後電圧（Ｖｐ１）に変位した場合、これらを検知し、さらに演算をすることによって、正値をとる変位量（ΔＶｐ１）を得ることができる。さらに、変位量（ΔＶｐ１）を演算することによって、傾き（θ１）を得ることができ、回転角は、傾き（θ１）上の値、約１８０°であることがわかる。そして、回転角とドア位置とは対応関係があるので、ドア位置が約１８０°の回転角に対応する位置、この場合、全閉位置に近い位置であることがわかる。
【００１８】
また、変位量（ΔＶｐ１）が正値、すなわち出力値（Ｖｐ）が増加していることから、回転角の回転方向が、０°から３００°方向へ回転する正転であると判定できる。さらに、回転角とドア位置とは対応しているので、駆動方向が開方向である矢印Ａ方向であるとわかる。以上より、電動スライドドア１０６は、全閉位置近辺から、矢印Ａ方向へ駆動されていると判定できるのである。
【００１９】
一方、ドア駆動の際に、駆動前出力値（Ｖｐ０）から駆動後電圧（Ｖｐ２）に変位した場合には、正値をとる変位量（ΔＶｐ２）が得られる。上記と同様にして、傾き（θ２）が得られ、回転角が、傾き（θ２）上の値、約３１０°であることがわかる。そして、回転方向が３６０°から３００°方向へ回転する逆転であることがわかる。したがって、電動スライドドア１０６が、約３１０°の回転角に対応するドア位置から、矢印Ｂ方向へ駆動されていると判定できる。
【００２０】
次に、回転角が３６０°以上の場合について説明する。回転角が３６０°以上であるか否かを検知できれば、基本的に上記と同様である。よって、この点についてのみ説明する。単位時間毎に出力値（Ｖｐ）を検知することにより、上記と同様に、傾き（θ１，θ２）及び回転方向が得られるから、正転の場合には、傾き（θ２）から傾き（θ１）に変化する点、回転角３６０°を検知できる。また、逆転の場合も同様にして、検知できる。したがって、回転角が３６０°以上の場合についても、ドア位置の検知及び駆動方向を判定できるのである。以上より、この手段によれば、全閉位置から全開位置までのドア位置を検知できる。
【００２１】
また、請求項２の手段によれば、ポテンショメータ１０の設置場所は、車両本体１０１側の回転駆動部１０２又は回転従動部１０３の何れでも良いので、設置自由度が得られ間接的にスライドドア位置を検出するのに優れている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。図１及び２は、本発明の一実施例である電動スライドドア１０６の位置検出手段（以下、便宜上、単に「検出手段」と称する）１０を車両１００に搭載した状態におけるブロック図である。
【００２３】
まず、図１及び２を参照して、車両１００の電動スライドドアシステム（開閉駆動装置）の概念について説明する。車両１００の乗車者が所定のスイッチ操作をすると、ＥＣＵ２０よりモータ１０２のドライバ部（図示せず）に対して信号が送信され、車両本体１０１側に搭載されたモータ１０２が回転する。このモータ１０２の回転（駆動力）は、減速機１０３，ドラム１０４及びワイヤー（勿論、ワイヤー以外のチェーン、ベルト等であっても良い。）１０５を介して、電動スライドドア１０６へ伝達されるようにしてある。よって、電動スライドドア１０６は、モータ１０２の回転が電動スライドドア１０６への伝達されることにより、矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向へ摺動（スライド）させられ、開放又は閉塞させられる。また、電動スライドドア１０６の開閉速度は、モータ電流に比例する。
【００２４】
検出手段１０は、この電動スライドドア１０６の位置及び駆動方向を検出するためのものであり、ポテンショメータ１０を採用してある。
【００２５】
ポテンショメータ１０は、図３に示すように、回転軸１１と本体１２とを備えている。回転軸１１は、正逆自在に単回転するように本体１２に取り付けてあり、本体１２は、回転軸１１の回転角に応じた出力値、本例においては電圧（Ｖｐ（以下、便宜上、「ポテンショ出力電圧」と称する）を出力するようにしてある。さらに、回転角に応じたポテンショ出力電圧（Ｖｐ）は、回転軸１１の単回転に伴って非対称のこぎり波となるようにしてある。
【００２６】
このポテンショメータ１０の取付は、減速機１０３を介したモータ１０２の回転量である回転角を測定するために、回転軸１１が減速機１０３の回転軸（図示せず）に対して噛合連結するように取り付けてある。そして、このポテンショ出力電圧（Ｖｐ）は、後述するＥＣＵ２０によりデジタル変換されて、電動スライドドア１０６の開閉制御に使用されるようにしてある。勿論、減速機１０３を介することなくモータ１０２の回転角を直接に測定するようにしても良い。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、車両１００を走行させるために必要な制御や、カーナビ等の種々のアクセサリーを稼働させるために必要な制御等を行うためのものであり、図示しない、演算装置（ＣＰＵ等）や、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）、変換器（Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）等によって構成されている。
【００２８】
次に、ＥＣＵ２０により実行される具体的な制御の一例を示す。本例の制御は、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）の検知、変位量（ΔＶｐ）及び傾きの演算、ドア位置及び駆動方向の判定、及びドア駆動の各ステップからなる。つまり、この制御は、ドア駆動の際に、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）をＥＣＵ２０にフィードバックさせてループ制御するようにしてある。
【００２９】
以下、図４を参照して、具体的に説明する。一例として、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）が駆動前電圧（Ｖｐ０）である場合に、ＥＣＵ２０により、電動スライドドア１０６が駆動され、全開位置まで矢印Ａ方向へ駆動されるドア制御について説明する。
【００３０】
まず、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）の検知として、ＥＣＵ２０は、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を単位時間毎、例えば１ｍｓ毎に検知する。勿論、単位時間は、１ｍｓに限られず、例えば、２ｍｓであっても良い。具体値を示せば、１ｍｓ前の検知により、駆動前電圧（Ｖｐ０）を得、その１ｍｓ後の検知により、駆動後電圧（Ｖｐ１）を得るのである。
【００３１】
そして、変位量（ΔＶｐ）及び傾きの演算として、ＥＣＵ２０は、演算処理を行い、正値をとる変位量（ΔＶｐ１）及び傾き（θ１）を得る。この際の傾き（θ１）を得る演算処理としては、例えば、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を時間（ｔ）で微分すれば良い。
【００３２】
次に、ドア位置及び駆動方向の判定として、ＥＣＵ２０は、上記演算結果によって、回転角が約１８０°であり、回転軸１１が正転していると判定する。さらに、得られたドア位置及び駆動方向の値と、全開位置のドア位置及び駆動方向の値と、を比較し、ドア位置が全開位置に達していないことを判定する。
【００３３】
さらに、ドア駆動として、ＥＣＵ２０は、モータ１０２に対して電流値を正値とする制御をし、ドア駆動を続ける。
【００３４】
以上のステップを繰り返し、電動スライドドア１０６が全開位置に摺動された場合には、ＥＣＵ２０は、検出手段１０の検出結果に基づいて電動スライドドア１０６の位置が全開位置に達したと判定し、電動スライドドア１０６の駆動を停止する。
【００３５】
よって、ＥＣＵ２０は、電動スライドドア１０６を駆動する際に、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を検知することによって、電動スライドドア１０６の位置及びドア駆動方向を判定することができ、適切なドア制御ができるのである。
【００３６】
本発明によれば、ポテンショメータ１０を検出手段１０として採用したことにより、以下のような作用効果を奏する。まず、回転軸１１を減速機１０３の回転軸に対して噛合連結したので、ポテンショ出力電圧（Ｖｐ）は、モータ１０２の回転角に応じた出力値となる。つまり、ポテンショメータ１０は、電動スライドドア１０６が全閉位置から全開位置の間で摺動するのに対応して、回転軸１１が正逆自在に単回転し、この回転軸１１の回転角に対応するポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を出力するのである。
【００３７】
さらに、ポテンショメータ１０は、回転軸１１が単回転するので、回転軸１１の軸方向へ移動することがなく、本体１２を小型化することができる。また、単回転に伴うポテンショ出力電圧（Ｖｐ）が非対称のこぎり波となるので、ＥＣＵ２０に、このポテンショ出力電圧（Ｖｐ）を検知させ、演算処理を行わせ、ドア位置の検知及び駆動方向を判定させることができる。
【００３８】
また、モータ１０２及びそのモータ１０２に噛合連結されるポテンショメータ１０、並びに、ＥＣＵ２０は、何れも、車両本体１０１側の車室の内装内側に配設してある。これが故に、煩雑な配線作業を解消することができ、車両１００への取付工数を低減することができる。また、雨ざらしとなることも防止することができ、信頼性を向上させることができる。
【００３９】
なお、ポテンショメータ１０の回転軸１１自体が単回転するようにするには、回転軸１１を、正逆自在に反復継続して回転可能な一般的な方法で本体１２に取り付ければ良い。また、非対称のこぎり波を出力するようにするには、例えば傾き（θ１）となる抵抗率の第１抵抗体と、傾き（θ２）となる抵抗率の第２抵抗体とを備えるとともに、回転軸１１に取り付けられたブラシが摺動する平面上において、回転角０°から３００°に第１抵抗体を形成し、回転角３００°から３６０°に第２抵抗体を形成すれば良い。
【００４０】
以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の車両の電動スライドドア用ポテンショメータによれば、回転軸が単回転することにより、その軸方向へ移動することがないので、本体内に移動分の所定長さを設けなくても良く、ポテンショメータを小型化することができるという効果を奏する。また、ポテンショメータの出力値は、非対称のこぎり波であるため、特別な機構を備えることなく、左右の傾きの違いを検知させることにより、電動スライドドアの駆動の正転、逆転の判定をさせることができるという効果を奏する。
【００４２】
請求項２記載の車両の電動スライドドア用ポテンショメータによれば、請求項１記載の車両の電動スライドドア用ポテンショメータの奏する効果に加え、ポテンショメータの設置場所は、車両本体側の回転駆動部又は回転従動部の何れでも良いので、設置自由度が得られ間接的にスライドドア位置を検出するのに優れているという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検出手段を備えた車両のドア制御を示すブロック図である。
【図２】図１のドア制御を示すブロック図の部分拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、検出手段に採用されるポテンショメータの出力波形図であり、図３（ｂ）は、そのポテンショメータの側面図である。
【図４】図４は、図３（ａ）の出力波形の部分拡大図である。
【図５】従来の検出手段を備えた車両を示す側面図である。
【図６】図６（ａ）は、従来の多回転のポテンショメータの出力波形図であり、図６（ｂ）は、その従来の多回転のポテンショメータの側面図である。
【図７】図７（ａ）は、従来の単回転のポテンショメータの出力波形図であり、図７（ｂ）は、その従来の多回転のポテンショメータの側面図である。
【図８】図８は、図７（ａ）の出力波形の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０　　ポテンショメータ（検出手段）
１１　　回転軸
１２　　本体
２０　　ＥＣＵ
１００　車両
１０１　車両本体
１０２　モータ（回転駆動部）
１０３　減速機（回転従動部）
１０４　ドラム
１０５　ワイヤー
１０６　電動スライドドア
１０７　ドア案内部
Ｖｐ　　ポテンショ出力電圧（出力値）
【図１】
2004037296.tif 000003
【図２】
2004037296.tif 000004
【図３】
2004037296.tif 000005
【図４】
2004037296.tif 000006
【図５】
2004037296.tif 000007
【図６】
2004037296.tif 000008
【図７】
2004037296.tif 000009
【図８】
2004037296.tif 000010