JP2014177247A - 車両のドアシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両ボディとドアとの密閉性を向上すると共にドアの変位による風切り音の発生を低減する。
【解決手段】ドアが閉まっており車速Ｖが設定車速Ｖ１以上の場合、電動ポンプを作動させてから圧力制御時間Ｔ１が経過した後に上側の空気室の圧力ＰUPRが設定圧力Ｐ１に達したとき、電磁制御弁ＶUPRを閉弁させて上側の空気室１１ＵＰＲを密閉する。更に、圧力制御時間Ｔ２が経過した後の下側の空気室１１ＬＷＲの圧力ＰLWRが設定圧力Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）に達したとき、電磁制御弁ＶLWRを閉弁させて下側の空気室１１ＬＷＲを密閉する。これにより、相対的に強度が低いドアサッシ部周辺の車体外部方向への変形を防止し、密閉性を向上すると共に風切り音の発生を低減することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両のボディとドアとの間をウェザーストリップを介して密閉する車両のドアシール装置に関する。

一般に、自動車等の車両においては、車両のボディとドアとの間のシール構造として、中空のチューブ状のウェザーストリップの圧縮弾性力を利用したシール構造を採用している。このウェザーストリップを用いたシール構造では、シール性能を向上させるためにウェザーストリップの圧縮弾性力を大きくすると、ドアを閉める際の反力が大きくなって閉まりが悪くなるという問題がある。

このため、特許文献１には、ドア全閉時にウェザーストリップ内部に空気を充填し、シール性能とドアの閉まりとを両立させる構造が提案されている。

特開平９−２０７５７１号公報

しかしながら、車両のドアは、ドア位置や形状によって走行中に受ける外力の大きさが異なり、一義的にウェザーストリップ全体を加圧するのみでは、相対的に剛性の低い部分の変形を防止することは困難である。例えば、一般に、車両のドアは、ドアガラスを収納するパネル部に比較してサッシ部の剛性が低いため、単にウェザーストリップ全体に空気を充填するのみでは、走行中にサッシ部が外側に変位することを防止することができず、風切り音が発生する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両ボディとドアとの密閉性を向上すると共にドアの変位による風切り音の発生を低減することのできる車両のドアシール装置を提供することを目的としている。

本発明による車両のドアシール装置は、車両のボディとドアとの間をウェザーストリップを介して密閉する車両のドアシール装置であって、複数の独立した空気室を有し、各空気室に空気の給排気口を備えた前記ウェザーストリップと、前記ウェザーストリップの各空気室の給排気口と圧力発生源との間に介装され、前記各空気室への空気の供給及び排気を制御する制御弁と、ドア全閉且つ設定車速以上のとき、ドアガラス部に対応する部位の前記空気室の圧力よりもドアパネル部に対応する前記空気室の圧力が高くなるように前記制御弁を介して調整する内圧調整装置とを備える。

本発明によれば、車両ボディとドアとの密閉性を向上すると共にドアの変位による風切り音の発生を低減することができる。

本発明の実施の第１形態に係り、車両のドアシールを示す説明図 同上、ウエザーストリップの上下の空気室を示す説明図 同上、内圧調整装置の構成図 同上、ウエザーストリップの上下の空気室の圧力状態を示す説明図 同上、車速と空気室圧力との関係を示す圧力線図 同上、内圧調整処理のフローチャート 本発明の実施の第２形態に係り、内圧調整処理の要部フローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、自動車等の車両のボディ１には、側部前後のドア開口２Ｆ，２Ｒ（図中では側方の一方の側のみを図示）のサッシ部周縁、後部ゲートのドア開口３のサッシ部周縁に、中空チューブ状のウエザーストリップ４Ｆ，４Ｒ，５が取り付けられ、それぞれが、複数の独立した空気室を有するドアシール構造を形成している。複数の独立した空気室は、ドアの位置、形状、剛性等に応じて適宜設定され、各空気室の圧力を制御することにより、相対的に強度が低い部分の変形を防止して密着性を向上することができる。

このようなドアシール構造について、以下では、図２（ａ）に示すウェザーストリップ１０で代表して説明する。本実施の形態においては、ウェザーストリップ１０は、略円形断面の密閉されたチューブ状の内部が上下の２つの空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲに分離されている。各空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲは、車両側方のドアシール構造の場合、サイドドア２０をボディ１に回動自在に支持するヒンジ部２１，２１の略中間の前後方向の位置Ａ，Ｂで、ドアガラスのサッシ部に対応する上側部分の空気室１１ＵＰＲと、ドアガラスを収容するパネル部の周縁に対応する下側部分の空気室１１ＬＷＲとに分離されている。

これらの空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲは、図２（ｂ）に示すように、前後方向のＡ，Ｂの位置に設けられた隔壁１２，１２によって上下に区画されている。一方の隔壁１２（図２においては、車両前方側）の周辺には、空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲにそれぞれ連通する給排気口１３ＵＰＲ，１３ＬＷＲが設けられており、給排気口１３ＵＰＲ，１３ＬＷＲを介して各空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲ内の空気が給排気されて内部の圧力が調整される。これらの給排気口１３ＵＰＲ，１３ＬＷＲは、ボディ１のピラー内に埋設されている。

図３に示すように、空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの給排気口１３ＵＰＲ，１３ＬＷＲは、それぞれ、電磁制御弁ＶUPR,ＶLWRを介して圧力源としての電動ポンプ３０に接続されている。電動ポンプ３０の吐出側の通路には、圧力源側の排気用として電磁制御弁Ｖsが介装されている。給排気用の電磁制御弁ＶUPR,ＶLWR、圧力源側排気用の電磁制御弁Ｖs、及び電動ポンプ３０は、上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの内部の圧力を調整する内圧調整装置としての電子制御装置（ＥＣＵ）５０によって駆動制御される。

ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、ドアの開閉によってＯＮ，ＯＦＦするドアスイッチ１５，ドアガラスを昇降させるためのパワーウィンドウスイッチ（ＰＷスイッチ）１６、ウェザーストリップ１０の各空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲ内の圧力を検出する圧力センサ１７ＵＰＲ，１７ＬＷＲ、電動ポンプ３０の吐出側の圧力を検出する圧力センサ１８からの信号が入力される。ＥＣＵ５０は、これらのスイッチ・センサ類からの信号、及び、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して入力される車両の車速Ｖのデータに基づいて、ウェザーストリップ１０の各空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの内圧を最適に調整する。

尚、ＥＣＵ５０には、表示装置６０が接続され、内圧調整中の異常を検出した場合等にドライバに情報を提示する。また、図３においては、１つのドアのウェザーストリップに対する空気制御系を示しているが、電磁制御弁ＶUPR,ＶLWR、ドアスイッチ１５，圧力センサ１７ＵＰＲ，１７ＬＷＲは、ドアの数に対応して設けられている。

ＥＣＵ５０による空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの内圧調整は、基本的に、上側の空気室１１ＵＰＲの内圧よりも下側の空気室１１ＬＷＲの内圧が相対的に高くなるように制御する。すなわち、上側の空気室１１ＵＰＲの内圧よりも下側の空気室１１ＬＷＲの内圧を高くすることで、図４に示すように、パネル部側に車体外方に向かう力Ｆoutを発生させ、ドア２０のヒンジ部２１，２１を支点として、相対的にサッシ部を車体側に押圧するような力Ｆinによるモーメントを発生させる。これにより、相対的に強度が低いサッシ部周辺の車体外部方向への変形を防止し、ドアに対する密閉性を向上すると共にルーフ廻りの段差発生による風切り音の発生を低減することができる。

詳細には、ＥＣＵ５０は、ドアが全閉で且つ車速Ｖが設定車速Ｖ１以上であることを検出したとき、上側の空気室１１ＵＰＲの圧力が設定圧力Ｐ１となり、下側の空気室１１ＬＷＲの圧力が設定圧力Ｐ２となるように、電磁制御弁ＶUPR,ＶLWRを介して制御する。設定圧力Ｐ１，Ｐ２は、図５に示すように、Ｐ１＜Ｐ２の関係に設定されており、本実施の形態においては、設定車速Ｖ１以上で一定の値に設定されている。より緻密には、設定圧力Ｐ１，Ｐ２は、ドア位置や車速域によって異なる値に設定しても良い。

尚、図５において、設定圧力Ｐ0は、上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲを排気して内圧を低下させ、ドアの開閉を容易にするための圧力であり、大気圧相当の圧力を示している。また、設定圧力Ｐ３は、空気圧系の安全を確保するための圧力であり、電動ポンプ３０の吐出側の許容圧力を示している。

以下、ＥＣＵ５０による空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの内圧調整処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

この内圧調整処理では、最初のステップＳ１において、ドアスイッチ１５からの信号及び車速Ｖのデータを読み込み、ステップＳ２でドアスイッチ１５の信号からドアが開いている（スイッチＯＮ）か否かを調べる。そして、ドアスイッチ１５がＯＮでドアが開いている場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進んで車速Ｖが設定車速Ｖ１以上か否かを調べる。Ｖ＜Ｖ１の場合、ステップＳ３からステップＳ１１へ進んで、空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの排気処理（後述）を行ってドアを閉じ易くする。Ｖ≧Ｖ１の場合には、ドアが閉まっていない状態で走行していると判断して本制御を中止すべくステップＳ３からステップＳ２０へ進んで異常判定を行い、表示装置６０に車両停止を促す警告表示を行ったり警報音を発する等の処置を行う。

一方、ステップＳ２において、ドアスイッチ１５がＯＦＦであり、ドアが閉まっている場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、車速Ｖが設定車速Ｖ１以上か否かを調べる。そして、Ｖ≧Ｖ１の場合、ステップＳ５以降で、ドアの密閉性を高めるための空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの増圧処理を行い、Ｖ＜Ｖ１の場合、ステップＳ１１以降で、ドアの開閉を容易とするための空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの排気処理を行う。

ここでは、先ず、ステップＳ５以降の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの増圧処理について説明する。ステップＳ５では、排気用の電磁制御弁Ｖsを閉弁させて電磁制御弁ＶUPR,ＶLWRを開弁させ、上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲを電動ポンプ３０の吐出側に連通させた状態で電動ポンプ３０を作動させる。

その後、ステップＳ６で、電動ポンプ３０を作動させてから所定の圧力制御時間Ｔ１が経過した後、圧力センサ１７ＵＰＲで検出した上側の空気室１１ＵＰＲの圧力ＰUPRを読み込み、この圧力ＰUPRが設定圧力Ｐ１以上か否かを調べる。圧力制御時間Ｔ１は、正常に設定圧力に達するまでの許容時間であり、電動ポンプ３０の能力、空気経路の配管長さや配管径、空気室の容積等を考慮して設定される。後述する圧力制御時間Ｔ２〜Ｔ５についても同様である。

ステップＳ６においてＰUPR＜Ｐ１であり、圧力制御時間Ｔ１が経過した後も上側の空気室１１ＵＰＲの内圧が設定圧力Ｐ１まで上昇しない場合には、経路中に漏れの箇所がある等で圧力が上昇しないと判断し、ステップＳ２０で異常判定及び処置を行う。一方、ステップＳ６においてＰUPR≧Ｐ１で上側の空気室１１ＵＰＲの内圧が設定圧力Ｐ１に達した場合には、ステップＳ６からステップＳ７へ進んで電磁制御弁ＶUPRを閉弁させ、上側の空気室１１ＵＰＲを密閉する。

次いで、ステップＳ７からステップＳ８へ進み、圧力制御時間Ｔ２が経過した後の下側の空気室１１ＬＷＲの圧力ＰLWRを圧力センサ１７ＬＷＲから読み込み、この圧力ＰLWRが設定圧力Ｐ２以上か否かを調べる。設定圧力Ｐ２は、上側の空気室１１ＵＰＲに対する設定圧力Ｐ１よりも高い圧力に設定されている。

ステップＳ８において、ＰLWR＜Ｐ２の場合には、同様に、経路中に漏れの箇所がある等で圧力が上昇しないと判断し、ステップＳ２０で異常判定及び及び処置を行う。一方、ＰLWR≧Ｐ２で下側の空気室１１ＬＷＲの内圧が設定圧力Ｐ２に達した場合には、ステップＳ８からステップＳ９へ進んで電磁制御弁ＶLWRを閉弁させて下側の空気室１１ＬＷＲを密閉状態として、電動ポンプ３０を停止させる。

その後、ステップＳ１０へ進み、圧力制御時間Ｔ３が経過した後の電動ポンプ３０の吐出側の圧力Ｐsを圧力センサ１８から読み込み、圧力Ｐsが設定圧力Ｐ３以上に上昇したか否かを調べる。設定圧力Ｐ３は、電動ポンプ３０による圧力源側の許容圧力であり、Ｐs≧Ｐ３になった場合、ステップＳ２０で異常と判定して異常処置を行い、Ｐs＜Ｐ３の場合には、増圧処理が正常に実行されたと判断して本処理を抜ける。

次に、ステップＳ１１以降の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの排気処理について説明する。

ステップＳ１１では、電動ポンプ３０を停止させた状態で、上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの電磁制御弁ＶUPR,ＶLWR、及び排気用の電磁制御弁Ｖsを開弁させる。そして、ステップＳ１２で、所定の圧力制御時間Ｔ４が経過した後、電動ポンプ３０の吐出側の圧力Ｐsを圧力センサ１８から読み込み、圧力Ｐsが大気圧相当の設定圧力Ｐ0以上か否かを調べる。

その結果、ステップＳ１２でＰs＞Ｐ0であり、圧力制御時間Ｔ４が経過した後も電動ポンプ３０の吐出側の圧力が大気圧相当の設定圧力Ｐ0より低下しない場合には、ステップＳ２０で異常と判定して異常処置を行い、Ｐs≦Ｐ0の場合には、排気処理が正常に実行されたと判断して本処理を抜ける。

このように本実施の形態においては、ドア全閉且つ設定車速の条件下でウェザーストリップ１０の上側の空気室１１ＵＰＲの圧力よりも下側の空気室１１ＬＷＲの圧力の方が高くなるように調整するため、相対的に強度が低いドアサッシ部周辺の車体外部方向への変形を防止して密閉性を向上すると共に、ルーフ廻りの段差発生による風切り音の発生を低減することができる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。
第２形態は、サッシレスのドアに対応して、ウェザーストリップ１０の上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲの内圧調整処理の一部を変更するものであり、第１形態の内圧調整処理（図６参照）に対して、サッシレスドアのドアガラスの昇降状態に応じた処理を追加する。

第２形態の内圧調整処理の第１形態と異なる処理は、図７の要部フローチャートに示される。この要部フローチャートに示す処理では、第１形態の最初のステップＳ１を若干変更した最初のステップＳ１’において、ドアスイッチ１５からの信号及び車速Ｖのデータに加え、ドアガラスの昇降状態を検出するためパワーウィンドウスイッチ１６からの信号を読み込む。そして、第１形態と同様、ステップＳ２でドアスイッチ１５の信号からドアが開いている（スイッチＯＮ）か否かを調べる。

ドアスイッチ１５がＯＮ（ドア開）である場合は、第１形態と同様であり、車速に応じて排気処理や異常処理を行う。一方、ドアスイッチ１５がＯＦＦ（ドア閉）の場合、ステップＳ４で車速Ｖが設定車速Ｖ１以上か否かを調べ、Ｖ＜Ｖ１の場合、第１形態と同様、ステップＳ１１以降で排気処理を行い、Ｖ≧Ｖ１の場合、ステップＳ５以降の増圧処理を行う前に、ステップＳ４−１の処理を実行する。

このステップＳ４−１の処理は、パワーウィンドウスイッチ１６の信号からドアガラスの昇降状態を判断する処理であり。ここでは、パワーウィンドウスイッチ１６のダウン側の信号からドアガラスが下降しているか否かを調べる。その結果、パワーウィンドウスイッチ１６のダウン側の信号がＯＦＦでドアガラスが下降していない場合には、ステップＳ４−１からステップＳ５へ進み、第１形態と同様、上下の空気室１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲに対する増圧処理を行う。

一方、パワーウィンドウスイッチ１６のダウン側の信号がＯＮでドアガラスが下降している場合には、ステップＳ４−１からステップＳ４−２へ進み、下側の空気室１１ＬＷＲの電磁制御弁ＶLWRを閉弁させた状態で、上側の空気室１１ＵＰＲの電磁制御弁ＶUPRと排気用の電磁制御弁Ｖsとを開弁させ、上側の空気室１１ＵＰＲを排気して所定の設定圧力に低下させる。

尚、このときの上側の空気室１１ＵＰＲを低下させる設定圧力は、簡易的には大気圧に近い圧力とするが、より精密には、ドアガラス昇降システムからドアガラスの昇降位置に係る情報を取得し、この位置情報に基づいて、ステップＳ４−１でドアガラスの開閉状態を調べ、ドアガラスが開いているとき、空気室１１ＵＰＲの圧力を低下させる際の設定圧力をガラス位置に応じて可変するようにしても良い。また、このとき、空気室１１ＵＰＲの内圧が正常に低下するか否かを調べる異常判定処理を追加するようにしても良い。

次に、ステップＳ４−２からステップＳ４−３ヘ進み、所定の圧力制御時間Ｔ５が経過した後に、上側の空気室１１ＵＰＲの電磁制御弁ＶUPRと排気用の電磁制御弁Ｖsとを閉弁させて、下側の空気室１１ＬＷＲの電磁制御弁ＶLWRを開弁させ、電動ポンプ３０を作動させる。その後、ステップＳ４−３からステップＳ８へ進み、第１形態と同様の処理を行う。但し、ステップＳ４−３からステップＳ８へ進む場合には、圧力制御時間Ｔ２は、ステップＳ７からステップＳ８に進む場合よりも長くする。

このように、第２形態においては、サッシレスドアのドアガラスが開いている状態では、上側の空気室１１ＵＰＲ内を排気して圧力を低下させることにより、上側の空気室１１ＵＰＲの不要な内圧を無くしてドアガラスに過剰な力がかかることを防止することができる。

１ ボディ
１０ ウェザーストリップ
１１ＵＰＲ，１１ＬＷＲ 空気室
１２ 隔壁
１３ＵＰＲ，１３ＬＷＲ 給排気口
２０ ドア
３０ 電動ポンプ
５０ 電子制御装置
ＶUPR,ＶLWR 電磁制御弁
Ｖ１ 設定車速
Ｐ１，Ｐ２ 設定圧力

Claims (3)

1. 車両のボディとドアとの間をウェザーストリップを介して密閉する車両のドアシール装置であって、
   複数の独立した空気室を有し、各空気室に空気の給排気口を備えた前記ウェザーストリップと、
   前記ウェザーストリップの各空気室の給排気口と圧力発生源との間に介装され、前記各空気室への空気の供給及び排気を制御する制御弁と、
   ドア全閉且つ設定車速以上のとき、ドアガラス部に対応する部位の前記空気室の圧力よりもドアパネル部に対応する前記空気室の圧力が高くなるように前記制御弁を介して調整する内圧調整装置と
   を備えることを特徴とする車両のドアシール装置。
2. 前記ウェザーストリップは、ドアガラス部に対応する上側の空気室とドアパネル部に対応する下側の空気室との上下の２つの空気室を有し、
   前記内圧調整装置は、前記上側の空気室の圧力よりも前記下側の空気室の圧力が高くなるように調整することを特徴とする請求項１記載の車両のドアシール装置。
3. 前記車両のドアがサッシレスドアである場合、前記内圧調整装置は、ドア全閉且つ設定車速以上でドアガラスが開いているとき、前記上側の空気室を排気して圧力を低下させることを特徴とする請求項２記載の車両のドアシール装置。

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