(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体開口の上縁部に水平方向に支持されたヒンジピンを中心に上下方向に開閉可能に支持され且つ開閉装置により全閉位置と全開位置の間を開閉可能なるバックドアと、該バックドアの開閉移動を検出可能なると共に開閉移動する方向及び開度を検出可能なる移動検出手段と、前記バックドアを開閉移動させる駆動源に印加する電圧の大きさ及び正負の極性を制御する駆動制御装置とを有する車両用バックドアの自動開閉装置において、
前記バックドアが、自重による閉モーメント及び補助付勢手段の作用を受けつつ全閉位置と全開位置との間の中途停止位置に停止するとき、前記駆動制御装置は、閉モーメント及び補助付勢手段の作用の方向と逆方向に直流モータに電圧を加え且つ移動検出手段の検出結果にもとづいてフィードバック制御してバックドアの停止が保たれるように所定の電圧を印加することを特徴とする車両用バックドアの自動開閉装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用バックドアの自動開閉装置であって、
前記駆動制御装置は、停止操作後直ちに、バックドアの停止操作時の開度、停止操作直前のバックドアの速度または停止操作直前の直流モータの電流値から所定の条件に従い決定される電圧の大きさ及び正負の極性を直流モータに制御することを特徴とする車両用バックドアの自動開閉装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用バックドアの自動開閉装置であって、
前記駆動制御装置は、中途停止位置停止指示が出され且つ閉モーメントをキャンセルすべく所定の電圧が印加された後にバックドアの移動が確認された場合は、バックドアの停止が確認されるまで、バックドアの移動する方向と逆方向に直流モータに対して正負何れかの極性の印加電圧を所定値だけ印加することを特徴とする車両用バックドアの自動開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の開閉体の自動開閉装置に関し、特に車両後部に開閉自在に設けられたバックドアをモータ等の駆動源によって開閉する車両用開閉体の自動開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置は、例えば実開平６−７１８５２号公報に開示されているものがある。すなわち、バックドアを、モータによって開閉し、ガスステーで補助付勢される車両用開閉体が開示されている。
【０００３】
このような開閉体において、全開位置と全閉位置との間で開閉体を中途停止させた場合、開閉体には、自重による閉モーメント及びガスステーの付勢力が作用し、減速装置を介してモータを逆転させ、開閉体を停止位置から移動させようとする。
【０００４】
また、スライドドアやスイングドアにおいては、車両が坂道に停車しているように、前後方向に傾斜した状態で、開閉体を全開位置と全閉位置との間で中途停止させた場合、傾斜の状況に応じ開閉体には自重による閉モーメントが作用し、減速装置を介してモータを逆転させ、開閉体を停止位置から移動させるおそれがある。
【０００５】
このような開閉体の中途停止時における開閉体の移動を防止するため、モータの停止時にクラッチを接続状態のままで、モータ駆動回路を閉回路に形成することが考えられる。これは開閉体から掛かる荷重に対抗するため、開閉体側からモータを回転しようとすると、モータには発電抵抗が発生し、ブレーキが掛かることを利用したものである。
しかし、バックドアの場合、該バックドアに作用する閉モーメント及びガスステーの付勢力が限度を越えて掛かった場合は制止しきれず、電気的には停止しているにもかかわらずバックドアが停止位置から移動する可能性があり、作動信頼性が低下するおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の技術の課題に着目してなされたもので、バックドアを中途停止させたとき、バックドアが自重による閉モーメント及び補助付勢手段の作用を受けた状態であっても、モータが逆転されることを防止して、バックドアを確実に停止させ、作動信頼性の向上した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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車体開口の上縁部に水平方向に支持されたヒンジピンを中心に上下方向に開閉可能に支持され且つ開閉装置により全閉位置と全開位置の間を開閉可能なるバックドアと、該バックドアの開閉移動を検出可能なると共に開閉移動する方向及び開度を検出可能なる移動検出手段と、前記バックドアを開閉移動させる駆動源に印加する電圧の大きさ及び正負の極性を制御する駆動制御装置とを有する車両用バックドアの自動開閉装置において、前記バックドアが、自重による閉モーメント及び補助付勢手段の作用を受けつつ全閉位置と全開位置との間の中途停止位置に停止するとき、前記駆動制御装置は、閉モーメント及び補助付勢手段の作用の方向と逆方向に直流モータに電圧を加え且つ移動検出手段の検出結果にもとづいてフィードバック制御してバックドアの停止が保たれるように所定の電圧を印加することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、バックドアを中途停止させたとき、バックドアに自重による閉モーメント及び補助付勢手段が作用する状態にあっても、開閉装置が逆転されることを防止して、バックドアを確実に停止させるので、車両用開閉体の自動開閉装置の作動信頼性が向上する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用バックドアの自動開閉装置であって、
前記駆動制御装置は、停止操作後直ちに、バックドアの停止操作時の開度、停止操作直前のバックドアの速度または停止操作直前の直流モータの電流値から所定の条件に従い決定される電圧の大きさ及び正負の極性を直流モータに制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、駆動制御装置が駆動源に印加する電圧の大きさと正負の極性はバックドアの停止操作時の開度、停止操作直前のバックドアの速度または停止操作直前の駆動電流値から所定の条件に従い決定されるので、単純な制御で駆動源の逆転を防止してバックドアを確実に停止させることができ、駆動制御装置の簡素化が図れ、コストダウンにつながる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の車両用バックドアの自動開閉装置であって、前記駆動制御装置は、中途停止位置停止指示が出され且つ閉モーメントをキャンセルすべく所定の電圧が印加された後にバックドアの移動が確認された場合は、バックドアの停止が確認されるまで、バックドアの移動する方向と逆方向に直流モータに対して正負何れかの極性の印加電圧を所定値だけ印加することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、バックドアの状況に対応した方向に停止が確認されるまで電圧を駆動装置に印加するので、バックドアに掛かる外力に適正に対応することが出来、駆動源の逆転を防止して開閉体を確実に停止させることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示される車両の車体１の後端部に設けられた開口２を塞ぐバックドア３が開口２の上縁部に配設されたヒンジ４により揺動自在に枢支されている。ヒンジ４は、水平方向に支持されたヒンジピン４ａを有し、バックドア３は、このヒンジピン４ａを中心として上下方向に開閉可能となっている。
【００１４】
バックドア３の下端部には、車体１側に固定されたストライカ（図示略）と噛み合うことにより、バックドア３を全閉位置Ｂに保持するドアロック装置５が配設されている。このドアロック装置５は、電動でロックの噛み合いを解除するリリースアクチュエータ（図示省略）を有する。
【００１５】
符号６は、一端部６ａを車体１に他端部６ｂをバックドア３に連結された伸縮自在な「補助付勢手段」であるガスステーであり、両端部６ａ，６ｂは、バックドア３の開閉に追従するため、ボールジョイントで構成されている。このガスステー６は、内部に圧縮されたガスが封入され伸長方向に付勢されており、バックドア３の開閉の補助付勢力を発生させるものである。すなわち、ガスステー６のバックドア３への連結部である他端部６ｂは、バックドア３のヒンジピン４ａを中心とした揺動運動を行う。一方、ガスステー６の車体１側の連結部である一端部６ａは枢支されているので、ガスステー６の他端部６ｂはバックドア３の揺動により一端部６ａを中心として円弧運動を行う。このとき、ガスステー６の他端部６ｂは、一端部６ａに対し揺動しつつ伸縮を行う。
【００１６】
図４に示すように、全開位置Ａと全閉位置Ｂとの間には、ガスステー６の付勢力とバックドア３に掛かる自重による閉モーメントとが均衡した状態となる中立位置Ｃが存在する。中立位置Ｃ以外の揺動位置において、バックドア３は、中立位置Ｃから全開位置Ａの間では開方向に、中立位置Ｃから全閉位置Ｂの間では閉方向に力を受ける。
【００１７】
バックドア３を全閉位置Ｂから開扉するときは、ドアロック装置５を解除し、バックドア３をガスステー６の中立位置Ｃを越えるまで持ち上げる。中立位置Ｃを越えたらバックドア３に掛かる自重による閉モーメントよりガスステー６の付勢力の方が大きくなるので、後は開き方向の操作力を加えなくてもバックドア３はガスステー６の付勢力で全開位置Ａまで自ら揺動する。
【００１８】
全開位置Ａから閉じ方向にバックドア３を揺動するときは、開き操作と逆にバックドア３をガスステー６の付勢力に抗して中立位置Ｃを越える位置まで揺動させる。中立位置Ｃを越えたらガスステー６の付勢力よりバックドア３に掛かる閉モーメントの方が大きくなるので、あとは閉じ方向の操作力を加えなくてもバックドア３は全閉位置Ｂまで自ら揺動する。このガスステー６の作用と連携することにより、後述する開閉装置８は駆動力が小さなものでもバックドア３の開閉が可能となっている。
【００１９】
車体１後端のルーフパネル７には、開閉装置８がブラケット８ａにより取り付けられており、室内側はトリム（図示略）で覆われている。ブラケット８ａには、正逆回転可能なモータ１０が取り付けられた減速機構１１が固定されている。
【００２０】
減速機構１１のケース１１ａ内には、図３に示すように、モータ１０の出力ギア１０ａに第１減速ギア１２の大径ギア部１２ａが噛み合っている。第１減速ギア１２の小径ギア部１２ｂには、駆動力の伝達を断接する電磁クラッチ１３の入力ギア部１３ａが噛み合っている。電磁クラッチ１３の出力ギア部１３ｂには、第２減速ギア１４の大径ギア部１４ａが噛み合っている。第２減速ギア１４の大径ギア部１４ａには、電気パルスを検出するロータリーエンコーダ１５の入力ギア１５ａが噛み合っている。第２減速ギア１４の小径ギア部１４ｂには、ピニオン１６の大径ギア部１６ａが噛み合っており、ピニオン１６は、出力ギア部１６ｂがケース１１ａより突出している。
【００２１】
ロータリーエンコーダ１５で検出された信号は、開閉装置８の作動制御に使われる。ロータリーエンコーダ１５の入力は、電磁クラッチ１３の出力ギア１３ｂ側である第２減速ギア１４から取っているので、電磁クラッチ１３を切断しモータ１０を駆動させない手動によるバックドア３の開閉の際の移動も検出可能となっている。
【００２２】
ラック１７の歯部１７ａは、ケース１１ａから突出するピニオン１６の出力ギア部１６ｂと噛み合い、保持部１８に長手方向に移動可能に保持されている。保持部１８は、減速機構１１のケース１１ａにピニオン１６と同一の回転中心で揺動可能に支持されており、カバー１９が外側から覆設されている。
【００２３】
ラック１７の一端部１７ｂは、バックドア３の上部に室内側に突出したアーム部材３ａと軸１７ｃとにより回転可能に連結されている。
【００２４】
図１に実線で示す全閉位置Ｂにおいて、操作スイッチ２４が開方向に操作されると、モータ１０が正転し減速機構１１を介しピニオン１６が正転する。すると、ピニオン１６に噛み合ったラック１７は、ピニオン１６の回転に伴い後方に移動する。このとき、ラック１７は、後方に移動すると同時に、バックドア３のヒンジピン４ａを中心とした揺動運動に伴い上方向にも移動し、バックドア３は中立位置Ｃを通過し全開位置Ａに到達する。
【００２５】
以上全閉位置Ｂから全開位置Ａに駆動する状況を説明したが、全開位置Ａから全閉位置Ｂに駆動するときは反対に進行するだけなので説明は省略する。
【００２６】
次に、駆動制御装置２５について説明する。図５は、本実施形態の駆動制御装置２５を示すブロック図であり、符号１０は駆動源であるモータ、符号１３は電磁クラッチ、符号２４は運転席近傍またはバックドア３近傍などの適宜な場所に設けられる操作スイッチ、符号２６は「電源」であるバッテリーである。符号１５は、バックドア３の移動を検知するロータリーエンコーダで、パルスの数としてバックドア３の移動を認識するものである。符号３３は、モータの駆動電流値を検出する電流計である。
【００２７】
駆動制御装置２５は、操作スイッチ２４やロータリーエンコーダ１５からの入力信号に応じて出力をコントロールする主制御部２７を有する。主制御部２７の入力側には、ロータリーエンコーダ１５からのパルス信号を演算処理して主制御部２７に送る演算部２８が設けられている。主制御部２７の出力側には、主制御部２７からの出力信号に応じモータ１０をコントロールする電圧制御部２９、開扉駆動部３０、閉扉駆動部３１と電磁クラッチをコントロールするクラッチ駆動部３２が設けられている。
【００２８】
操作スイッチ２４、ロータリーエンコーダ１５及び電流計３３は、入力装置として駆動制御装置２５に接続されている。また、モータ１０と電磁クラッチ１３とは、駆動制御装置２５に出力装置として接続されている。バッテリー２６は、モータ１０や駆動制御装置２５自身の電源として駆動制御装置２５に接続されている。
【００２９】
操作スイッチ２４は、開扉用スイッチ２４ａ及び閉扉用スイッチ２４ｂからなり、それぞれ駆動制御装置２５の主制御部２７に接続されている。停止操作は、作動中に再度開扉用スイッチ２４ａまたは閉扉用スイッチ２４ｂを操作する。なお、停止専用のスイッチを別に設けても良いが、開扉用スイッチ２４ａ及び閉扉用スイッチ２４ｂを再度操作するものの方が部品点数を少なく出来、有利である。
【００３０】
ロータリーエンコーダ１５は、バックドア３の位置だけでなく移動方向も検出可能な、位相が９０度異なる２個の位相パルス信号を発生可能である。該ロータリーエンコーダ１５は、バックドア３の移動に伴い、パルス信号を検出し、駆動制御装置２５の演算部２８に入力している。
【００３１】
演算部２８に入力されたパルス信号は、回転方向検出値、位置検出値、速度検出値に演算されて主制御部２７に入力される。速度検出値は、ロータリーエンコーダ１５からの位置検出値を単位時間的要素であるクロック信号の値で微分処理することにより得られる。電流計３３からは、駆動制御装置２５にバックドアの移動に伴い、モータ１０を駆動する駆動電流値が入力される。
【００３２】
主制御部２７からは、開扉駆動部３０または閉扉駆動部３１のいずれか一方に駆動制御信号が出力される。開扉駆動部３０または閉扉駆動部３１でモータ回転方向の極性が決定された駆動電流は、次に電圧制御部２９で適正な電圧に調整される。極性と電圧の調整された駆動電流は、電圧制御部２９からモータ１０に供給される。
【００３３】
主制御部２７からは、クラッチ駆動部３２に駆動信号が出力される。クラッチ駆動部３２からは、電磁クラッチ１３を駆動する駆動電流が電磁クラッチ１３に供給される。
【００３４】
次に、図６のフローチャートを参照してバックドア３の中途停止時の移動防止制御について説明する。
【００３５】
まず、ドア電動作動中に操作スイッチ２４を停止操作する（ステップＳ１）。
電磁クラッチ１３への電流供給は、継続した状態で、モータ１０に供給される駆動電流だけが停止され（ステップＳ２）、バックドア３が中途停止の状態になる（ステップＳ３）。バックドア３の中途停止後、停止位置に応じて、直ちに所定の条件により設定された電圧を印加する（ステップＳ４）。この設定された電圧の大きさと正負の極性は、バックドア３の停止操作時の開度と停止操作直前のバックドア３の速度と停止操作直前の駆動電流値より後述する所定の条件により決定される。
【００３６】
電圧印加後、バックドア３の移動する速度と方向をロータリーエンコーダ１５より速度検出値、回転方向検出値として検出し、バックドア３が電圧印加した極性の回動方向と逆方向に動くかを確認する（ステップＳ５）。
【００３７】
ステップＳ５において、バックドア３が電圧印加した極性の回動方向と逆方向に動かない場合では、バックドア３が電圧印加した極性の回動方向に動くかを確認する（ステップＳ７）。ステップＳ７でバックドア３が電圧印加した極性の回動方向に動かない場合は、バックドア３が完全に中途停止となっているので、処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ５において、バックドア３が電圧印加した極性の回動方向と逆方向に動く場合は、印加電圧を所定値αだけ増加させ、前回と同方向で再度印加する（ステップＳ６）
【００３９】
ステップＳ７でバックドア３が電圧印加した極性の回動方向に動く場合は、印加電圧を所定値αだけ減小させ、前回と同方向で再度電圧印加（ステップＳ８）し、バックドア３の動く方向と速度を再度確認する（ステップＳ９）。
【００４０】
ステップＳ９においてバックドア３が電圧再印加した極性の回動方向と逆方向に動く場合は、再度ステップＳ７の処理を行う。また、ステップＳ９において、バックドア３が電圧再印加した極性の回動方向に動く場合は、再度ステップＳ５の処理を行う。
【００４１】
つぎに、ステップＳ４における印加電圧を加減する条件をドア開度、モータ電流、ドア速度に分けて説明する。各条件は、ガスステー６の付勢力がモータ１０の駆動力に対し補助力となるか抵抗力となるかが重要な要素となっている。ここで、「ドア開度」とはバックドア３の位置が全閉位置Ｂ〜中立位置Ｃのときは中立位置Ｃに近い方がドア開度大となり、中立位置Ｃ〜全開位置Ａのときは全開位置Ａに近い方がドア開度大となる。
【００４２】
（ドア開度が大の場合の条件）
ドア開度が大であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、モータによるドアの作動方向（以下同じ）が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。ドア開度が大であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。ドア開度が大であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。ドア開度が大であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。
【００４３】
（ドア開度が小の場合の条件）
ドア開度が小であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。ドア開度が小であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。ドア開度が小であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。ドア開度が小であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。
【００４４】
（モータ電流が大の場合の条件）
モータ電流が大であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。モータ電流が大であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。モータ電流が大であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。モータ電流が大であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。
【００４５】
（モータ電流が小の場合の条件）
モータ電流が小であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。モータ電流が小であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。モータ電流が小であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。モータ電流が小であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。
【００４６】
（ドア速度が速い場合の条件）
ドア速度が速い場合であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。ドア速度が速い場合であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。ドア速度が速い場合であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。ドア速度が速い場合であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。
【００４７】
（ドア速度が遅い場合の条件）
ドア速度が遅い場合であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は大で印加極性は開方向とする。ドア速度が遅い場合であって、ドア位置が全閉位置〜中立位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は小で印加極性は開方向とする。ドア速度が遅い場合であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が開方向のときは、印加電圧は小で印加極性は閉方向とする。ドア速度が遅い場合であって、ドア位置が中立位置〜全開位置で、作動方向が閉方向のときは、印加電圧は大で印加極性は閉方向とする。
【００４８】
以上のような条件でドア開度、モータ電流、ドア速度は印加電圧の大きさと正負の極性を決定する。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、バックドアを中途停止させたときバックドアに自重による閉モーメント及び補助付勢手段が作用する状態にあっても、開閉装置が逆転されることを防止して、バックドアを確実に停止させるので、車両用開閉体の自動開閉装置の作動信頼性が向上する。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、駆動制御装置が駆動源に印加する電圧の大きさと正負の極性はバックドアの停止操作時の開度、停止操作直前のバックドアの速度または停止操作直前の駆動電流値から所定の条件に従い決定されるので、単純な制御で駆動源の逆転をを防止してバックドアを確実に停止させることができ駆動制御装置の簡素化が図れ、コストダウンにつながる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、バックドアの状況に対応した方向に停止が確認されるまで電圧を駆動装置に印加するので、バックドアに掛かる外力に適正に対応することが出来、駆動源の逆転を防止して開閉体を確実に停止させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる開閉装置が取り付けられた車両の側面図。
【図２】図１における矢視II線図。
【図３】図１におけるIII-III線断面図。
【図４】バックドアから開閉装置に掛かる力と開度の関係を示す説明図。
【図５】本発明の実施形態に係わる開閉体の駆動制御装置のブロック図。
【図６】本発明の実施形態に係わる開閉体の動作の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１  車体
３  バックドア（開閉体）
６  ガスステー（補助付勢手段）
８  開閉装置
１０  モータ（駆動源）
２５  駆動制御装置
【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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