(57)【要約】【課題】本発明は、ドア開閉装置を動作させるのが、煩雑になってしまうということのない、操作性の向上したドア開閉装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明のドア開閉装置は、角速度センサ３５からの出力信号を積分することによりバックドア３６の回転角度を検出する積分回路３９と、角速度センサ３５からの出力信号を微分することによりバックドア３６の先端部３７の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路４０とを設け、バックドア３６にスイッチを設けることなく、操作者がバックドア３６を閉めようとしている事実を認識することができる構成としたものである。【選択図】図４
2016205013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部の近傍に角速度センサを設けるとともに回動可能に支持されたドアと、前記角速度センサからの出力信号を積分することにより前記ドアの回転角度を検出する積分回路と、前記角速度センサからの出力信号を微分することにより前記ドアの先端部の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路と、前記積分回路および微分回路からの出力信号を基に、ドアの開閉を制御するコントローラにドアの自動閉の信号を出力する比較判定回路とを設けたドア開閉装置。
【請求項２】
比較判定回路は、微分回路からの出力信号と積分回路からの出力信号とが双方共に所定の閾値以上である場合に、比較判定回路からコントローラに自動閉の信号を出力するようにした請求項１記載のドア開閉装置。
【請求項３】
比較判定回路に角度情報を出力する内部メモリを設け、積分回路から出力される出力信号の閾値を自由に変更できるようにした請求項１記載のドア開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、自動車のドアの開閉に用いるドア開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のドア開閉装置について、以下、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図７は従来のドア開閉装置を搭載した自動車の側面図、図８は従来のドア開閉装置の回路ブロック図である。
【０００４】
図７，図８において、１は自動車のドアである。２は表側スイッチで、この表側スイッチ２は前記ドア１の表側に設けられている。３は裏側スイッチで、この裏側スイッチ３は前記ドア１の裏側に設けられている。４はドア開閉装置で、このドア開閉装置は、前記ドア１の内部に設けられている。また、前記ドア開閉装置４には、図８に示すように、モータ５を有するドア開閉アクチュエータ６を設けており、このドア開閉アクチュエータ６の動作により、ドア１を開閉している。また、前記ドア開閉装置４には、トルクセンサ７を設けており、このトルクセンサ７により、操作者がドア１に作用している外力を計測している。また、前記ドア開閉装置４には回転センサ８を設けており、この回転センサ８により、ドア８の回転角度を検出している。９はコントローラで、このコントローラ９はドア開閉装置４によりドア１を開閉する制御を行っている。
【０００５】
以上のように構成された従来のドア開閉装置について、次に動作を説明する。
操作者がドア１に設けた表側スイッチ２または裏側スイッチ３をオン操作しながら、ドア１を閉差動させる。このとき、ドア１に作用する操作力が所定値以上、すなわち、トルクセンサ７からの検出電圧が３ボルト以上になると、コントローラ９に対してアシスト閉作動させる制御信号をドア開閉アクチュエータ６に出力する。そして、アシスト閉作動により、ドア１が所定の閉位置に到達すると、回転センサ８により、回転位置を検出して、コントローラ９は前記開閉アクチュエータ６に対してスローストップ作動を行うものである。
【０００６】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５６０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した従来の構成においては、ドア１を自動閉鎖させる場合、操作者がドア１における表側スイッチ２または裏側スイッチ３をオンしないと操作できないため、初めて当該車両に乗車する操作者が表側スイッチ２または裏側スイッチ３の存在を知らない場合には動作出来なかったり、動作させるのが煩雑になってしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ドア開閉装置を動作させるのが、煩雑になってしまうということのない、操作性の向上したドア開閉装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、先端部の近傍に角速度センサを設けるとともに回動可能に支持されたドアと、前記角速度センサからの出力信号を積分することにより前記ドアの回転角度を検出する積分回路と、前記角速度センサからの出力信号を微分することにより前記ドアの先端部の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路と、前記積分回路および微分回路からの出力信号を基に、ドアの開閉を制御するコントローラにドアの自動閉の信号を出力する比較判定回路とを設けたものである。この構成によれば、前記角速度センサからの出力信号を積分することにより前記ドアの回転角度を検出する積分回路と、前記角速度センサからの出力信号を微分することにより前記ドアの先端部の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路とを設けたため、ドアにスイッチを設けることなく、操作者がドアを閉めようとしている事実を認識することができることとなり、ドア開閉装置の操作性が向上するという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、比較判定回路は、微分回路からの出力信号と積分回路からの出力信号とが双方共に所定の閾値以上である場合に、比較判定回路からコントローラに自動閉の信号を出力するようにしたものである。
この構成によれば、ドアの回転角度およびドアの先端部の撓み量に相当する角加速度の双方が所定の値以上になった場合に、自動閉の出力信号が出力されることとなり、これにより、ドア開閉装置の誤動作を防止することができるという作用効果を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、比較判定回路に角度情報を出力する内部メモリを設け、積分回路から出力される出力信号の閾値を自由に変更できるようにしたもので、この構成によれば、ドア開閉装置が搭載される車種に応じて、容易に積分回路から出力される出力信号の閾値を変更させることができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のドア開閉装置は、先端部の近傍に角速度センサを設けるとともに回動可能に支持されたドアと、前記角速度センサからの出力信号を積分することにより前記ドアの回転角度を検出する積分回路と、前記角速度センサからの出力信号を微分することにより前記ドアの先端部の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路と、前記積分回路および微分回路からの出力信号を基に、ドアの開閉を制御するコントローラにドアの自動閉の信号を出力する比較判定回路とを設けたものである。この構成によれば、前記角速度センサからの出力信号を積分することにより前記ドアの回転角度を検出する積分回路と、前記角速度センサからの出力信号を微分することにより前記ドアの先端部の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路とを設けたため、ドアにスイッチを設けることなく、操作者がドアを閉めようとしている事実を認識することができることとなる。そのため、ドア開閉装置の操作性が向上したドア開閉装置を提供することができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置の模式図
【図２】同ドア開閉装置における角速度センサの振動子の斜視図
【図３】同ドア開閉装置における角速度センサの回路ブロック図
【図４】同ドア開閉装置の回路ブロック図
【図５】（ａ）〜（ｈ）同ドア開閉装置における角速度センサの動作状態を示す図
【図６】（ａ）〜（ｃ）同ドア開閉装置の動作状態を示す図
【図７】従来のドア開閉装置を車両に搭載した状態を示す側面図
【図８】従来のドア開閉装置のブロック回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置の模式図、図２は同ドア開閉装置における角速度センサの振動子の斜視図、図３は同ドア開閉装置における角速度センサの回路ブロック図、図４は同ドア開閉装置の回路ブロック図である。
【００１８】
図１〜図４において、１１は振動子で、この振動子１１は四角柱状の水晶製の駆動電極振動体１２と、四角柱状の水晶製の検出電極振動体１３と、水晶製の接続部１４とにより構成されている。そして前記駆動電極振動体１２には、４つの側面に金からなる駆動電極１５ａおよび駆動電極１５ｂが設けられている。また前記検出電極振動体１３は駆動電極振動体１２と平行に設けられているもので、その表面および裏面には金からなるモニタ電極１６が設けられている。そしてまた前記検出電極振動体１３には、内側の側面に金からなるＧＮＤ電極１７が設けられ、かつ外側の側面に金からなる一対の検出電極１８ａ、１８ｂが設けられている。１９は駆動回路で、この駆動回路１９は前記振動子１１のモニタ電極１６の電荷を入力する増幅器２０と、この増幅器２０の出力信号を入力するバンドパスフィルタ２１と、このバンドパスフィルタ２１の出力信号を入力する整流器２２と、この整流器２２の出力信号を入力する平滑回路２３とにより構成されている。２４はＡＧＣ回路で、このＡＧＣ回路２４は前記駆動回路１９における平滑回路２３の出力信号を入力し、前記バンドパスフィルタ２１の出力信号を増幅あるいは減衰させるものである。２５は駆動制御回路で、この駆動制御回路２５は前記ＡＧＣ回路２４の出力信号を入力するとともに、前記振動子１１における駆動電極１５ａに駆動信号を入力するものである。２６は反転アンプで、この反転アンプ２６は前記駆動制御回路２５の出力信号を入力するとともに、前記振動子１１における駆動電極１５ｂに駆動制御回路２５の出力信号を反転させた駆動信号を入力するものである。
【００１９】
２７は検出回路で、この検出回路２７は、前記振動子１１における一対の検出電極１８ａ，１８ｂのうちの一方の検出電極１８ａにコリオリ力により発生する電荷を電圧に変換する電荷増幅器２８ａと、一対の検出電極１８ａ，１８ｂのうちの他方の検出電極１８ｂにコリオリ力により発生する電荷を電圧に変換する電荷増幅器２８ｂと、これらの電荷増幅器２８ａおよび２８ｂの出力信号を入力する差動増幅器２９とを設けている。また、前記検出回路２７は、差動増幅器２９の出力信号を判定する判定回路３０と、前記差動増幅器２９の出力信号を入力するオペアンプからなる位相器３１と、この位相器３１の出力信号を入力する同期検波器３２とを設けている。さらに、前記検出回路２７は、同期検波器３２の出力信号を入力する平滑回路３３と、この平滑回路３３の出力信号を入力するとともに、増幅して角速度信号を出力するオペアンプからなる直流増幅器３４とにより構成されている。そして、振動子１１と駆動回路１９と検出回路２７とにより角速度センサ３５を構成している。３６は車両用のバックドアで、このバックドア３６の先端部３７には前記角速度センサ３５を設けており、さらに、このバックドア３６は支点３８を支点にして回動可能に支持されている。３９は積分回路で、この積分回路３９は図４に示すように、前記角速度センサ３５における検出回路２７からの出力信号を入力して角速度信号を積分することにより、バックドア３６の回転角度を検出している。４０は微分回路で、この微分回路４０は前記角速度センサ３５における検出回路２７からの出力信号を入力して角速度信号を微分することにより、バックドア３６の先端部３７の撓み量に相当する角加速度を検出している。４１は比較判定回路で、この比較判定回路４１は前記積分回路３９および微分回路４０からの双方の出力信号を入力されるとともに、各々の出力信号が所定の閾値以上であるかどうかを判定している。
【００２０】
前記比較判定回路４１は、積分回路３９からの出力信号を検出することにより、バックドア３６の回転角度が前開の状態から２ｄｅｇ以上回転し、さらに、微分回路４０からの出力信号を検出することにより、バックドア３６の先端部３７の撓み量に相当する角加速度が４ｄｅｇ／Ｓ2以上になった際に、ハイ信号を出力するように設定されている。また、前記比較判定回路４１には、内部メモリ４２を設けており、この内部メモリ４２には、前記積分回路３９の閾値および微分回路４０の閾値を変更可能に格納している。
【００２１】
そして、比較判定回路４１に角度情報を出力する内部メモリ４２を設け、積分回路３９から出力される出力信号の閾値を自由に変更できるようにしたため、ドア開閉装置が搭載される車種に応じて、容易に積分回路３９から出力される出力信号の閾値を変更させることができるという作用効果を有するものである。
【００２２】
そしてまた、前記積分回路３９、微分回路４０、比較判定回路４１および内部メモリ４２で指示判定回路４３を構成している。４４は車両のコントローラで、このコントローラ４４に前記比較判定回路４１の出力信号を入力するとともに、前記比較判定回路４１からの出力信号が、ハイ信号になると、自動閉の制御をバックドア３６を回動させるモータに出力するものである。
【００２３】
以上のように構成された本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置について、次にその動作を説明する。
【００２４】
バックドア３６の先端部３７に設けた角速度センサ３５の振動子１１の駆動電極１５ａおよび１５ｂに交流電圧を加えると、振動子１１が共振し、そしてこの振動子１１のモニタ電極１６に電荷が発生する。このモニタ電極１６に発生した電荷は、駆動回路１９における増幅器２０に入力され、正弦波形の出力電圧として出力される。そしてこのモニタ電極１６の出力電圧を前記バンドパスフィルタ２１に入力し、振動子１１の共振周波数のみを抽出し、ノイズ成分を除去して、図５（ａ）に示すような正弦波形を出力する。そしてまた前記バンドパスフィルタ２１の出力信号を整流器２２に入力することにより、負電圧成分を正電圧に変換した後、平滑回路２３に入力することにより、直流電圧信号に変換する。そしてＡＧＣ回路２４は前記平滑回路２３の直流電圧信号が大の場合には前記バンドパスフィルタ２１の出力信号を減衰させるような信号を、一方、前記平滑回路２３の直流電圧信号が小の場合には前記バンドパスフィルタ２１の出力信号を増幅させるような信号を前記駆動制御回路２５に入力し、前記振動子１１の振動を一定振幅になるように調整するものである。ここで、振動子１１の駆動電極振動体１２が振動方向に速度ｖで屈曲振動している状態において、バックドア３６が支点３８を中心に回転して、角速度センサ３５の振動子１１の長手方向の中心軸周りに前記振動子１１が角速度ωで回転すると、この振動子１１の検出電極振動体１３にＦ＝２ｍＶ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により前記検出電極振動体１３の一対の検出電極１８における一方の検出電極１８ａに図５（ｂ）に示すような電荷が発生するとともに、他方の検出電極１８ｂに図５（ｃ）に示すような電荷が発生する。そしてこの一対の検出電極１８に発生する電荷はコリオリ力により発生するため、前記モニタ電極１６に発生する信号より、一方の検出電極１８ａに生じる電荷の位相が９０度進むとともに、他方の検出電極１８ｂに生じる電荷の位相が２７０度進んでいる。そして前記差動増幅器２９により、一方の検出電極１８ａから発生する電荷を図５（ｄ）に示すような出力電圧に変換する。増幅器２８ｂは、他方の検出電極１８ｂから発生する電荷を増幅し、図５（ｅ）に示すような出力電圧に変換する。
【００２５】
そして、電荷増幅器２８ａおよび電荷増幅器２８ｂの出力信号を差動増幅器２９に入力するとともに、差動をとることにより、差動増幅器２９が差動からなる出力信号を出力する。さらに位相器３１により、前記差動増幅器２９の出力電圧を９０度遅らせて図５（ｆ）に示すような出力電圧に変換する。そしてこの位相器３１の出力信号を同期検波器３２に入力し、前記駆動回路１９におけるバンドパスフィルタ２１の振動の周期で位相検波させるとともに、前記位相器３１の出力電圧の負電圧成分を正電圧に変換し、図５（ｇ）に示すような出力信号を得る。そしてこの同期検波器３２の出力電圧を前記平滑回路３３および直流増幅器３４により平滑化するとともに、増幅し、図５（ｈ）に示すような出力信号を得る。そして直流増幅器３４の出力信号を角速度の信号として、図４に示すように、積分回路３９および微分回路４０に入力する。
【００２６】
ここで、バックドア３６のいずれかの箇所を人が触って、バックドア３６を締めようとする場合を考える。
【００２７】
本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置においては、バックドア３６を閉め始めると、図６（ａ）に示すように、角速度センサ３５における検出回路２７からの出力信号は初期的に増加する。そして、積分回路３９からの出力信号は、図６（ｂ）に示すように、バックドア３６の回転角度として入力され、一旦、増加した後、バックドア３６の撓みに相当する角加速度の回復とともに一時的に減少し、また増加に転じる。また、前記微分回路４０からの出力信号は、バックドア３６の撓み量に相当する角加速度として検出され、図６（ｃ）に示すように、初期的に増加した後、減少し、さらに増加した後、人がバックドア３６から手を離した後、ゼロ値となるものである。
【００２８】
そして、図６（ｃ）に示すように、前記微分回路４０からの出力信号がバックドア３６の撓みに相当する角加速度４ｄｅｇ／Ｓ2の閾値を超えた後、図６（ｂ）に示すように、積分回路３９からの出力信号が回転角度２ｄｅｇ相当の閾値を超えた際に、比較判定回路４１は、コントローラ４４にハイ信号を出力する。そして、コントローラ４４は、バックドア３６を回動させるモータ（図示せず）に自動閉鎖の動作をするように指示する信号を出力し、図６（ａ）に示すように、一定の角速度で、バックドア３６を回動させるものである。
【００２９】
すなわち、本発明の一実施の形態におけるドア開閉装置においていは、角速度センサ３５からの出力信号を積分することによりバックドア３６の回転角度を検出する積分回路３９と、角速度センサ３５からの出力信号を微分することによりバックドア３６の先端部３７の撓み量に相当する角加速度を検出する微分回路４０とを設けている。そのため、バックドア３６にスイッチを設けることなく、操作者がバックドア３６を閉めようとしている事実を認識することができることとなり、ドア開閉装置の操作性が向上するという作用効果を有するものである。
【００３０】
なお、本発明の一実施の形態におけるドア閉鎖装置においては、微分回路４０からの出力信号が閾値を超えた後に、積分回路３９からの出力信号が閾値を超える場合を説明したが、積分回路３９からの出力信号が閾値を超えた後に、微分回路４０からの出力信号が閾値を超えても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係るドア開閉装置は、ドア開閉装置を動作させるのが、煩雑になってしまうということのない、操作性の向上したドア開閉装置を提供することができるという効果を有するものであり、特に、自動車のドアの開閉に用いるドア開閉装置等に適用することにより有用となるものである。
【符号の説明】
【００３２】
３５  角速度センサ
３６  バックドア
３９  積分回路
４０  微分回路
４１  比較判定回路
４２  内部メモリ
４４  コントローラ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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