JP2010077758A - パワードア - Google Patents

Abstract

【課題】回生ブレーキ作動時のドア本体の挙動が円滑なパワードアを実現する。
【解決手段】モータの動力でドア本体を駆動してドアオープニングを開閉するとともに、ドア本体の移動速度が過大なときに回生ブレーキを作動させるパワードアは、前記回生ブレーキの制動力の強弱を切り換える切換手段(600)を具備する。前記切換手段は、前記ドア本体が前記ドアオープニングの全閉位置付近および／または全開位置付近にあるときに制動力を強くし、それ以外の位置では制動力を弱くする。制動力の切り換えは、回生ブレーキ回路の内部抵抗を切り換えることによって行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は、パワードアに関し、特に、モータの動力でドア本体を駆動してドアオープニングを開閉するパワードアに関する。

ワンボックス型やミニバン型の車両では、後部のサイドドアを、モータの動力で開閉するパワースライドドアとすることが多い。パワースライドドアにおいては、ドア本体が、モータの動力により、ドアオープニングから抜け出して開き、ドアオープニングに嵌入して閉じる。

パワースライドドアでは、例えば、坂道に停車したときのように、車体が前後に傾斜しているとき等は、ドア本体の自重による加速のために、開閉速度が過大になることがある。そのような場合は、モータに備わる回生ブレーキを作動させて、ドア本体の異常な速度上昇を阻止することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２７４５４１号公報（段落番号００２０−００２５、００５７−００５８、図３−５）

回生ブレーキは、ドア本体の速度が目標速度を下回ると解除になり、それによって上昇した速度が目標速度を超えると、また回生ブレーキが作動するので、回生ブレーキの作動は断続的なものとなる。このため、開閉速度が脈動し、ドア本体の挙動はギクシャクしたものとなる。

そこで、本発明の目的は、回生ブレーキ作動時のドア本体の挙動が円滑なパワードアを実現することである。

課題を解決するための手段としての請求項１に係る発明は、モータの動力でドア本体を駆動してドアオープニングを開閉するとともに、ドア本体の移動速度が過大なときに回生ブレーキを作動させるパワードアであって、前記回生ブレーキの制動力の強弱を切り換える切換手段を具備することを特徴とするパワードアである。

課題を解決するための手段としての請求項２に係る発明は、前記切換手段は、前記ドア本体が前記ドアオープニングの全閉位置付近および／または全開位置付近にあるときに制動力を強くし、それ以外の位置では制動力を弱くすることを特徴とする請求項１に記載のパワードアである。

課題を解決するための手段としての請求項３に係る発明は、制動力の切り換えは、回生ブレーキ回路の内部抵抗を切り換えることによって行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワードアである。

課題を解決するための手段としての請求項４に係る発明は、前記内部抵抗の切り換えは、リレーによって行われることを特徴とする請求項３に記載のパワードアである。

請求項１に係る発明によれば、モータの動力でドア本体を駆動してドアオープニングを開閉するとともに、ドア本体の移動速度が過大なときに回生ブレーキを作動させるパワードアは、前記回生ブレーキの制動力の強弱を切り換える切換手段を具備するので、回生ブレーキ作動時のドア本体の挙動が円滑なパワードアを実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、前記切換手段は、前記ドア本体が前記ドアオープニングの全閉位置付近および／または全開位置付近にあるときに制動力を強くし、それ以外の位置では制動力を弱くするので、挙動の円滑性と安全性を両立させることができる。また、弱制動により、目標速度へ向けての穏やかな減速が可能となるので、強制動の場合よりも各種リレーの作動の頻度が減少し、作動部の損耗が少なくなる。

請求項３に係る発明によれば、制動力の切り換えは、回生ブレーキ回路の内部抵抗を切り換えることによって行われるので、制動力の切り換えを適切に行うことができる。
請求項４に係る発明によれば、前記内部抵抗の切り換えは、リレーによって行われるので、内部抵抗の切り換えを適切に行うことができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図１に、パワースライドドアを装備した車両の左側の外観を模式的に示す。図１に示すように、車両１００は、パワースライドドア２００を装備している。パワースライドドア２００は、発明を実施するための最良の形態の一例である。パワースライドドア２００の構成によって、パワードアに関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。以下、パワースライドドアを、単にスライドドアともいう。

スライドドア２００の上部、下部および後部は、車両１００のボデー１１０の上部、下部および後部に設けられたガイドレール１１２，１１４，１１６にそれぞれ係合する。スライドドア２００は、ガイドレール１１２，１１４，１１６に沿った後方への往復的なスライド運動により、ボデー１１０の側面のドアオープニングを開閉する。スライドドア２００の開閉は、モータの動力を利用した周知の開閉機構によって行われる。

図２に、スライドドアとドアオープニングの構成を模式的に示す。図２は、図１に示した車両１００のＡＡ断面図に相当する。図２では、上が室外、下が室内、左が前方、右が後方である。

図２に示すように、スライドドア２００は、ボデー１１０のドアオープニング３００に嵌まり込んだ状態で閉じきる。この状態では、スライドドア２００の外面は、ボデー１１０の外面に対して段差がなく、いわゆる面一（つらいち）となる。また、スライドドア２００の内面のドアトリム２０２も、ボデー１１０の内面に対して面一となる。以下、ドアオープニングを、単にオープニングともいう。

スライドドア２００の後部は、オープニング３００内で、係合部材２０４を介してガイドレール１１６に係合する。係合部材２０４は、スライドドア２００側がヒンジとなっておりガイドレール１１６側がローラとなっている。ガイドレール１１６は、ボデー１１０の外面からオープニング３００内に斜めに入り込んでおり、係合部材２０４のローラは、ガイドレール１１６の斜め部の終端付近に位置する。

スライドドア２００の前部は、オープニング３００内で、ボス２０６によりソケット１１８に係合する。ソケット１１８は、オープニング３００内で、ボデー１１０のセンタピラー１２０の後面に設けられる。オープニング３００の内周は、室内側がオープニングフランジ３０２となっている。オープニングフランジ３０２の先端部には、ウェザストリップ４００が設けられる。

図３に、スライドドア制御システム１の構成をブロック図によって示す。図３に示すように、スライドドア制御システム１は、マイコン（マイクロコンピュータ）１０を有する。マイコン１０は、スライドドア制御システム１の中枢をなす。

マイコン１０には、メインSW（スイッチ）３０、操作SW（スイッチ）４０およびドア移動量検出回路５０からそれぞれ信号が入力される。マイコン１０は、それら入力信号に基づいて、所定のプログラムにより、ドア開閉制御回路６０を通じてスライドドア２００を制御する。

メインSW３０からの入力信号は、メインSW３０のオン・オフ(ON-OFF)を表す信号である。メインSW３０は、搭乗者によってオン・オフされる。マイコン１０は、メインSW３０からの入力信号に基づいて、メインSW３０の投入状態を認識する。

操作SW４０からの入力信号は、操作SW４０の操作状態を表す信号である。操作SW４０は、搭乗者により、スライドドア２００の開方向または閉方向に操作される。マイコン１０は、操作SW４０からの入力信号に基づいて、操作SW４０の操作状態を認識する。

ドア移動量検出回路５０からの入力信号は、スライドドア２００の移動量を表す信号（ドア移動量信号）である。ドア移動量信号は、例えば、動力用モータの回転に伴って発生するパルスの計数値として得られる。パルス発生器は、例えば、永久磁石とホールICの組み合わせで構成される。

マイコン１０は、ドア移動量検出回路５０からの入力信号に基づいて、スライドドア２００の移動量を認識する。マイコン１０は、ドア移動量の積算値からスライドドア２００の現在位置を求める。マイコン１０は、また、ドア移動量の変化率からスライドドア２００の移動速度（ドア移動速度）を求める。

メインSW３０がオンになっている状態において、搭乗者により、操作SW４０が開方向または閉方向に操-作されると、それに対応したマイコン１０の制御指令およびそれに基づくドア開閉制御回路６０の動作により、モータの動力によるスライドドア２００の開閉が行われる。すなわち、パワーモードでのスライドドア開閉が行われる。パワーモードでは、マイコン１０は、目標速度に基づいてスライドドア２００の開閉速度を調節する。

パワーモードでの稼働中に、メインSW３０がオフにされたときには、マイコン１０は、スライドドア２００の駆動を中止する。駆動中止によって、スライドドア２００はフリー状態になる。フリー状態のスライドドア２００は、人力による開け閉めが可能となる。

図４に、スライドドア２００の動力源となるモータ５００と、その駆動回路６００および電源用のバッテリ７００を示す。図４に示すように、モータ５００には、駆動回路６００を通じて、バッテリ７００の電力が供給される。駆動回路６００は、ドア開閉制御回路６０の主要部に相当する。バッテリ７００は、例えば、車両のメインバッテリである。

モータ５００は、正逆両方向に回転可能な直流モータである。モータ５００は、１対の入力端子Ａ，Ｂを有し、入力端子Ａから入って入力端子Ｂに抜ける電流によって、例えば正方向に回転し、入力端子Ｂから入って入力端子Ａに抜ける電流によって、例えば逆方向に回転する。

以下、入力端子Ａから入って入力端子Ｂに抜ける電流を順方向電流といい、入力端子Ｂから入って入力端子Ａに抜ける電流を逆方向電流という。なお、電流方向の順逆は相対的な呼称であり、いずれか一方を順としたとき他方は逆となる。

スライドドア２００は、例えば、モータ５００の正回転によって開き、逆回転によって閉じる。なお、これとは反対に、スライドドア２００は、モータ５００の逆回転によって開き、正回転によって閉じるようにしても良い。いずれにせよ、回転方向の正逆も相対的呼称である。

駆動回路６００は、リレー６０１，６０２，６０３，６０４、抵抗６０５、スイッチング素子６０６、および、ダイオード６０７，６０８を有する。スイッチング素子６０６としては、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられる。

リレー６０１，６０２，６０３，６０４は、いずれも、２つの切換接点を持つリレーである。２つの切換接点のうち、ON（オン）接点は、励磁回路の通電時に閉じ、常時は開いている常開接点であり、OFF（オフ）接点は、常時は閉じており、励磁回路の通電時に開く常閉接点である。以下、ON接点を閉じることをリレーのONといい、OFF接点を閉じることをリレーのOFFという。リレー６０１，６０２，６０３，６０４のオン・オフは、マイコン１０によって制御される。なお、各リレーの励磁回路は、図示を省略する。

リレー６０１，６０２，６０３，６０４のオン・オフの組み合わせにより、駆動回路６００は、(1)モータ５００に順方向電流を供給する回路構成、(2) モータ５００に逆方向電流を供給する回路構成、(3)モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を短絡する回路構成、(4) モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を所定の抵抗で接続する回路構成、および、(5) モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を開放する回路構成のいずれかに切り換わる。

図４では、駆動回路６００は、モータ５００に順方向電流を供給する回路構成となっている。すなわち、バッテリ７００の+B端子から、リレー６０１のON接点、モータ５００の入力端子Ａ、モータ５００、モータ５００の入力端子Ｂ、リレー６０３のON接点、リレー６０２のOFF接点、および、スイッチング素子６０６を経て、バッテリ７００のGND端子に至る電流経路が形成され、バッテリ７００からモータ５００に、順方向電流が供給される。順方向電流は、スイッチング素子６０６によってＰＷＭ（パルス幅変調）される。ＰＷＭのデューティレシオは、マイコン１０によって制御される。以下、同様である。

ダイオード６０７は、バッテリ７００の+B端子とスイッチング素子６０６のドレインの間に逆極性で直列に接続され、ダイオード６０８は、スイッチング素子６０６のドレイン・ソース間に逆極性で並列に接続されて、保護回路を構成している。以下、同様である。

図５では、駆動回路６００は、モータ５００に逆方向電流を供給する回路構成となっている。すなわち、バッテリ７００の+B端子から、リレー６０２のON接点、リレー６０３のON接点、モータ５００の入力端子Ｂ、モータ５００、モータ５００の入力端子Ａ、リレー６０１のOFF接点、および、スイッチング素子６０６を経て、バッテリ７００のGND端子に至る電流経路が形成され、バッテリ７００からモータ５００に、逆方向電流が供給される。逆方向電流は、スイッチング素子６０６によってＰＷＭされる。

図６では、駆動回路６００は、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を短絡する回路構成となっている。すなわち、モータ５００の入力端子Ｂから、リレー６０３のON接点、リレー６０２のOFF接点、および、リレー６０１のOFF接点を経て、モータ５００の入力端子Ａに至る電流経路が形成され、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間は、このような電流経路で短絡される。短絡回路の内部抵抗は、導線抵抗とリレー６０１，６０２，６０３の接点抵抗からなる低抵抗となるので、モータ５００の回転時には大きな回生電流が流れ、それによって、モータ５００は強い制動力が働く。

モータ５００の入力端子Ｂから、リレー６０３のON接点、リレー６０２のOFF接点、および、リレー６０１のOFF接点を経て、モータ５００の入力端子Ａに至る電流経路は、本発明における回生ブレーキ回路の一例である。

図７では、駆動回路６００は、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を所定の抵抗で接続する回路構成となっている。すなわち、モータ５００の入力端子Ｂから、リレー６０３のOFF接点、リレー６０４のOFF接点、抵抗６０５、および、リレー６０１のOFF接点を経てモータ５００の入力端子Ａに至る電流経路が形成され、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間は、抵抗６０５で接続される。

これによって、抵抗６０５を直列に有する閉回路が形成される。この閉回路が抵抗６０５を有することにより、モータ５００の回転時の回生電流は、短絡回路に流れる回生電流よりも小さくなる。このため、モータ５００には、短絡の場合よりも弱い制動力が働く。

なお、ここで、抵抗６０５として、切り換え可能な複数の抵抗を用いれば、弱い制動力に複数の段階を設けることができる。
モータ５００の入力端子Ｂから、リレー６０３のOFF接点、リレー６０４のOFF接点、抵抗６０５、および、リレー６０１のOFF接点を経てモータ５００の入力端子Ａに至る電流経路は、本発明における回生ブレーキ回路の一例である。

図８では、駆動回路６００は、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂ間を開放する回路構成となっている。すなわち、モータ５００の入力端子Ｂは、リレー６０３のOFF接点とリレー６０４のON接点を経て開放され、モータ５００の入力端子Ａは、リレー６０１のOFF接点、リレー６０２のOFF接点、リレー６０３のON接点を経て開放される。

入力端子Ａ，Ｂ間が開放されたことにより、駆動電流も回生電流も流れなくなり、モータ５００はフリー状態となる。モータ５００がフリー状態となることにより、スライドドア２００は、人力で開閉できるようになる。

車両が後下がりに傾斜している状態で、スライドドア２００をパワーモードで開けたとき、あるいは、車両が前下がりに傾斜している状態で、スライドドア２００をパワーモードで閉じたときは、スライドドア２００の自重による加速のために、ドア移動速度が過大になることがある。また、半開きでフリー状態のスライドドア２００は、車体が前後に傾斜しているとき、自重で動き出すことがある。そのようなスライドドア２００について、マイコン１０は、以下に述べるような制御を行う。

図９に、制御動作のフローチャートを示す。図９に示すように、ステップＳ１で、現在速度を取得する。これによって、ドア移動速度の現在値が得られる。ステップＳ２で、目標速度を取得する。これによって、ドア移動速度の目標値が得られる。

ステップＳ３で、現在速度が目標速度のＡ倍を超えたか否かを判定する。倍数Ａは、１以上の適宜の数値である。判定がNOのとき、すなわち、現在速度が目標速度のＡ倍を超えないと判定したときは、ステップＳ４で、現在速度が目標速度を下回っているか否かを判定し、その判定がYESのときは、ステップＳ５で、ＰＷＭによる速度制御を行い、NOのときは、何もせずに終了する。

ステップＳ３での判定がYESのとき、すなわち、現在速度が目標速度のＡ倍を超えたと判定したときは、ステップＳ６で、ドア位置が閉じ切り付近か否かを判定する。閉じ切り付近とは、スライドドア２００の全閉位置付近のことである。

なお、ステップＳ６では、ドア位置が開け切り付近か否かをも判定するようにしても良い。開け切り付近とは、スライドドア２００の全開位置付近のことである。以下、閉じ切り付近か否かだけを判定する例で説明するが、開け切り付近か否かを判定する場合も同様である。

判定がNO、すなわち、ドア位置が閉じ切り付近でないときは、ステップＳ７で、弱ブレーキ制御を行う。弱ブレーキ制御とは、図７に示したように、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂを抵抗６０５で接続することである。これによって、モータ５００に弱い制動力が働く。

モータ５００に弱い制動力が働くことにより、ドア移動速度は緩やかに低下して目標速度に近づくので、従来のように、回生ブレーキの解除と作動を頻繁に繰り返すことはなくなる。このため、ドア移動速度の脈動が無くなり、スライドドア２００の挙動は円滑になる。また、リレー６０１，６０２，６０３，６０４のオン・オフの頻度が減少し、それらの損耗が少なくなって長期使用が可能となる。

ステップＳ６での判定がYES、すなわち、ドア位置が閉じ切り付近のときは、ステップＳ８で、強ブレーキ制御を行う。強ブレーキ制御とは、図６に示したように、モータ５００の入力端子Ａ，Ｂを短絡することである。これによって、モータ５００に強い制動力が働く。

強い制動力を働かせることにより、閉じ切り間際のスライドドア２００を急減速させることができ、人体の挟み込み等の危険を予防することができる。ただし、急激な制動によりドア移動速度が脈動することがあり得るが、閉じ切り間際に限定されるので、安全性とのトレードオフとして許容可能である。ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の動作に関わるマイコン１０と駆動回路６００は、本発明における切換手段の一例である。

以上、発明を実施するための最良の形態として車両用のパワードアを例示したが、本発明のパワードアは、車両用に限らず、船舶や航空機等用のパワードア、あるいは、屋内や屋外で使用されるパワードア等、適宜の用途のパワードアであって良い。なお、パワードアは、スライド形式のパワードアに限らず、スイングによって開閉するフロントドアないしバックドア、あるいは、荷物トランクのパワードア等であって良い。

発明を実施するための最良の形態の一例のパワースライドドアを装備した車両の外観を示す図である。 スライドドアとドアオープニングの構成を示す図である。 スライドドア制御システムの構成を示すブロック図である。 ドア開閉制御回路の要部を示す図である。 ドア開閉制御回路の要部を示す図である。 ドア開閉制御回路の要部を示す図である。 ドア開閉制御回路の要部を示す図である。 ドア開閉制御回路の要部を示す図である。 スライドドア制御システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ： スライドドア制御システム
１０ ： マイコン
３０ ： メインSW
４０ ： 操作SW
５０ ： ドア移動量検出回路
６０ ： ドア開閉制御回路
１００ ： 車両
１１０ ： ボデー
１１２，１１４，１１６ ： ガイドレール
１１８ ： ソケット
１２０ ： センタピラー
２００ ： パワースライドドア
２０２ ： ドアトリム
２０４ ： 係合部材
２０６ ： ボス
３００ ： ドアオープニング
３０２ ： オープニングフランジ
４００ ： ウェザストリップ
５００ ： モータ
６００ ： 駆動回路
６０１，６０２，６０３，６０４ ： リレー
６０５ ： 抵抗
６０６ ： スイッチング素子
６０７，６０８ ： ダイオード
７００ ： バッテリ

Claims (4)

1. モータの動力でドア本体を駆動してドアオープニングを開閉するとともに、ドア本体の移動速度が過大なときに回生ブレーキを作動させるパワードアであって、
   前記回生ブレーキの制動力の強弱を切り換える切換手段
   を具備することを特徴とするパワードア。
2. 前記切換手段は、前記ドア本体が前記ドアオープニングの全閉位置付近および／または全開位置付近にあるときに制動力を強くし、それ以外の位置では制動力を弱くする
   ことを特徴とする請求項１に記載のパワードア。
3. 制動力の切り換えは、回生ブレーキ回路の内部抵抗を切り換えることによって行われる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワードア。
4. 前記内部抵抗の切り換えは、リレーによって行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載のパワードア。

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