電動門開閉裝置的制作方法

本發明涉及一種電動門開閉裝置，其對門的手動開閉操作賦予輔助力。

背景技術：

現有技術中，在以可沿上下方向開閉的方式鉸接安裝于車體的后部的舉升門中使用的電動門開閉裝置具有致動器，該致動器包括電機、用于使該電機的旋轉減速的減速機構和用于產生與減速機構的旋轉或舉升門的開閉移動對應的脈沖信號的旋轉編碼器。所述致動器的輸出部通過連接機構連接于舉升門，由此，操作者手動對舉升門進行開閉操作。當旋轉編碼器檢測到舉升門的開閉移動時，以此為契機啟動電機，并對舉升門的手動開閉操作賦予輔助力(例如參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本發明專利公開公報特許3923704號

技術實現要素：

然而，在上述專利文獻1所記載的電動門開閉裝置中，在致動器和舉升門的連接路徑間必然會發生松動。因此，存在以下問題：自從操作者開始手動操作舉升門起，到致動器內的旋轉編碼器檢測到舉升門的動作為止，產生相應于松動的時間滯后(t ime-lag)，無法快速地賦予輔助力。

因此，在手動操作舉升門的初期需要較大的操作力，并且當賦予輔助力時產生絆住的感覺，由此在手動操作中會產生不舒服的感覺。

鑒于上述問題點，本發明的目的在于提供一種通過縮短手動操作開始到輔助開始的時間，來改善手動操作時的操作性的電動門開閉裝置。

根據本發明，上述問題采用以下技術方案來解決。

第一技術方案的特征在于，包括：致動器，其輔助以可開閉的方式支承于車體的門的操作力；門末端傳感器，其被設置在所述門的末端部，用于檢測所述門的開閉移動；以及控制裝置，其根據所述門末端傳感器檢測到所述門的末端部向開啟或關閉方向上移動，對所述致動器進行開啟驅動控制或關閉驅動控制。

第二技術方案的特征在于，在第一技術方案的基礎上，所述門通過施力機構的加載力至少被向開啟方向施力，該施力機構構成為施加于所述舉升門的力隨著環境溫度的變化而變化，所述控制裝置根據與設置于所述施力機構或其附近的溫度傳感器的檢測溫度對應的占空比，來驅動控制所述致動器。

第三技術方案的特征在于，在第一技術方案或第二技術方案的基礎上，所述控制裝置根據與所述門的角度對應的占空比來驅動控制所述致動器。

根據本發明，將可以檢測門的開閉移動的門末端傳感器設置在門的末端部，根據門末端傳感器檢測到門的末端部移動，對門的手動開閉操作賦予致動器的輔助力，由此能夠縮短從開始手動操作門到開始輔助的時間，由此改善手動操作時的操作性。

附圖說明

圖1是應用本發明的電動門開閉裝置的車輛后部的立體圖。

圖2同樣是車輛后部的概略側視圖。

圖3是致動器的縱向剖面后視圖。

圖4是控制部的框圖。

圖5是用于說明手動操作門時的輔助工作的流程圖。

圖6是表示門位置和輔助力之間的關系的一個例子的圖。

圖7是表示另一實施例的側門的概略側視圖。

附圖標記說明

1車體；1a車頂；2舉升門；2a末端部；3門鉸鏈；4樞軸；5致動器；6殼體；7電機；8第一行星齒輪機構；9第二行星齒輪機構；10第三行星齒輪機構；11旋轉軸；12中間軸；13輸出軸；14臂；15連接裝置；16磁性環；17傳感器基板；18單元內傳感器；19溫度傳感器；20門末端傳感器；21釋放開關；22氣彈簧；23控制裝置；25主控制部；26判定部；27輔助量運算部；28電機電路切換部；29PWM控制部；30繼電器輸出部；DL門鎖單元；D側門；D1末端部；OH外側把手。

具體實施方式

根據附圖，對本發明的一個實施方式進行說明。

圖1是表示從斜后方來觀察具有本發明所涉及的電動門開閉裝置的車輛的立體圖。在車體1的后上部，可向上下方向開閉的提升式的舉升門2的上端部通過左右一對門鉸鏈3，被支承為以朝向左右方向的樞軸4為中心可向上下方向開閉。

舉升門2通過設置于車體1的后上部的致動器5的驅動力、和手動操作中的致動器5的輔助力，從圖2中實線所示的全閉位置，經過同2中雙點劃線所示的中間位置，開啟到圖2中雙點劃線所示的全開位置，或者反向關閉。

致動器5被設置在車體1的車頂1a內，如圖3所示，包括朝向左右方向的筒狀的殼體6。

該致動器5的構造不直接涉及本發明，因此，只描述與本發明相關的部分和大致的整體構造，省略致動器5的其他的詳細說明。

在本申請人的其他的專利申請即日本發明專利公開公報特愿2014-82414號的說明書和附圖中對致動器5的詳細構造進行了描述。

在致動器5的殼體6內部依次設置有電機7、第一行星齒輪機構8、第二行星齒輪機構9和第三行星齒輪機構10。將電機7的旋轉軸11的旋轉力依次減速并向被配置在與其相同的軸線上的中間軸12和輸出軸13傳遞。固定在輸出軸13的前端部的臂14經由連接機構15連接于左方的門鉸鏈3的中間部。通過使電機7的旋轉軸11向預定方向旋轉來使舉升門2向全開位置開啟，或者通過使旋轉軸11反向旋轉來使舉升門2向全關位置關閉。

在中間軸12上，與其他的齒輪一起，以與中間軸12呈一體旋轉的方式套設有磁性環16，該磁性環16通過在圓周方向上隔開適宜的間隔設置一個或多個永磁體(未示出)而構成。

在殼體6內，設置有霍爾元件等傳感器(未示出)的傳感器基板17被固定設置為與磁性環16相向并與殼體6呈一體旋轉。通過該傳感器基板17和磁性環16構成產生與舉升門2的開閉移動對應的脈沖的單元內傳感器18。另外，單元內傳感器18也可以為旋轉編碼器。

在處于全關位置時的舉升門2的下端部(末端部)2a設置有用于檢測末端部2a的開閉移動的門末端傳感器20，另外，在后述的氣彈簧22或其附近設置有用于檢測氣彈簧22的環境溫度的溫度傳感器19。

門末端傳感器20例如能夠為一軸模擬陀螺儀角速度傳感器(one-axis analogue gyro angular veloci ty sensor)，只要是能夠準確檢測舉升門2的末端部2a的角度及角度變化的傳感器，則其可以是任何結構。

單元內傳感器18、溫度傳感器19和門末端傳感器20產生的信號被發送至搭載于車輛的控制裝置23。

在舉升門2的末端部2a設置有門鎖單元DL，該門鎖單元DL通過與車體側的鎖栓(striker)(未示出)嚙合來將舉升門2保持在全關位置，并且同樣在后表面上設置有釋放開關21，當解除門鎖單元DL和鎖栓的嚙合而手動打開舉升門2時操作釋放開關21。

在車體1的后端兩側部設置有氣彈簧22，該氣彈簧22能夠向打開舉升門2的方向施力，從而易于打開操作舉升門2。

如圖2所示，作用于舉升門2的氣彈簧22的加載力被設置為：當舉升門2位于包含全開位置的開啟方向區域R1內時，能夠將舉升門2提升至全開位置的力；當舉升門2位于包含全閉位置的關閉方向區域R2內時，舉升門2由于自身重量而能夠向關閉方向移動的力；當舉升門2位于開啟方向區域R1和關閉方向區域R2之間的中間區域R3內時，與由于舉升門自身重量而向關閉方向移動的力平衡的力。

接著，參照圖4，對控制裝置23的電路結構進行說明。

控制裝置23包括：主控制部25，其由根據存儲于內部存儲器的控制程序的指令來執行一系列的控制處理的微處理器構成；PWM控制部29，其基于主控制部25所指示的PWM控制來控制施加于電機7的電壓；以及繼電器輸出部30，其可以根據來自主控制部25的指示切換為使電機7正向或反向驅動。

從控制裝置23的輸入端口輸入單元內傳感器18、溫度傳感器19、門末端傳感器20和檢測被操作者操作的情況的釋放開關21的各信號，同樣，在輸出端口上，經由PWM控制部29和繼電器輸出部30電氣連接有電機7。

主控制部25包括：判定部26，其根據來自單元內傳感器18和門末端傳感器20的檢測信號來判定舉升門2是否被手動操作；輔助量運算部27，其根據由該判定部26運算的處理結果來確定PWM控制的占空比；以及電機電路切換部28，其根據由判定部26運算出的處理結果來控制繼電器輸出部30的ON/OFF。

在電機7已經停止的前提下，當從單元內傳感器18連續產生產生規定次數以上(例如，四個以上)寬度比規定寬度窄的脈沖信號時，或者當門末端傳感器20產生角度變化的信號時，判定部26判定為舉升門2被手動操作，將包含與溫度傳感器19的檢測溫度對應的溫度數據的手動操作命令向輔助量運算部27發送，并且將電機驅動控制命令向電機電路切換部28發送。并且，判定部26通過根據從單元內傳感器18輸出的脈沖信號的數量、寬度和間隔進行運算，來檢測舉升門2的位置、移動量、開閉速度、加速度和移動方向等，另外，通過對來自門末端傳感器20的角度信號進行運算，來檢測車輛的停車狀態下的舉升門2的角度和移動(角度變化)。

輔助量運算單元27根據來自判定部26的手動操作命令，如下那樣來確定占空比并對PWM控制部29進行PWM控制。

如圖6所示，進行與由溫度傳感器19檢測到的溫度(氣彈簧22的環境溫度)對應的PWM控制。

例如，如圖6(a)所示，當對舉升門2進行開啟操作時，環境溫度越高于預定溫度，越降低占空比減小電機的功率以減少施加于舉升門2的輔助力。環境溫度越低于預定溫度，越提高占空比增大電機7的功率以增加施加于舉升門2的輔助力。

另外，如圖6(b)所示，當對舉升門2進行關閉操作時，環境溫度越高于預定溫度，越提高占空比增大電機7的功率以增大施加于舉升門的輔助力。環境溫度越低于預定溫度，越降低占空比減小電機7的功率以減小施加于舉升門2的輔助力。

由此，氣彈簧的氣壓隨環境溫度的變化而變化(環境溫度越高則氣壓越高而加載力越增大，環境溫度越低則氣壓越低而加載力越減小)。即使作用于舉升門2的朝向開啟方向的加載力發生變化，也能夠將開啟操作和關閉操作舉升門2時施加于舉升門2的輔助力設定為適合環境溫度的力。

進行與由單元內傳感器18檢測到的舉升門2的開度位置對應的PWM控制。例如，如圖6(a)、(b)所示，當舉升門2在中間區域R3中移動時，進行降低占空比的補正控制以逐漸減弱輔助力。

進行與舉升門2的開閉操作速度對應的PWM控制。例如，在補正控制中，舉升門2的手動開閉速度越快，則越增大占空比，舉升門2的手動開閉速度越慢則越減小占空比。由此，賦予與舉升門2的手動開閉速度對應的輔助力，因此，能夠進行追隨性高的輔助控制，并且能夠通過自然的操作來手動操作舉升門2。

確定與車輛停車時的車輛姿態、即處于全閉位置時的舉升門2的角度對應的占空比，并且根據該占空比，進行使舉升門從全閉位置向開啟方向的初始輔助控制。處于全閉位置時舉升門2的角度由門末端傳感器20來檢測。

例如，當車輛停放姿態為向后向下傾斜時，用于使舉升門2從閉鎖位置向開啟方向移動的初始操作力比停放姿態為水平時的操作力更大，因此能夠進行使占空比高于規定值的補正控制。

如果沒有來自判定部26的手動操作命令，則使輔助控制停止。例如，當即使經過規定時間以上，也沒有從單元內傳感器18輸入脈沖信號，或者沒有從門末端傳感器20輸入角度變化信號時，使電機5的驅動停止。

另外，當舉升門2的手動開閉操作從不存在輔助向存在輔助切換時和反向切換時，占空比逐漸增加和減小，以克服手動開閉操作中的不適。

參照圖5所示的流程圖，對舉升門2手動操作時的輔助控制進行說明。

步驟S1是沒有向控制裝置3輸入任何信號的狀態，即，判定為沒有操作舉升門2的狀態。在步驟S2中，當控制裝置23判定為是，即舉升門2處于全閉位置和全開位置之間的中間位置時，若門末端傳感器20檢測到開啟方向的移動(步驟S3)，則判定部26向輔助量運算部27發送手動操作命令，并向電機電路切換部28發送開啟驅動電路關閉命令。輔助量運算部27根據來自判定部26的手動操作命令,基于此時的舉升門2的位置、開啟速度以及氣彈簧22的環境溫度，運算最優的輔助力，并以基于該運算結果的占空比來控制PWM控制部29。由此，電機7通過關閉繼電器輸出部30的開啟驅動電路而向開啟方向旋轉，對舉升門2賦予朝向開啟方向的輔助力(步驟S4)。在這種情況下，當門末端傳感器20檢測到向開啟方向移動時，開始向舉升門2賦予輔助力，因此，在舉升門2開啟移動后，電機7能夠立即啟動，迅速對舉升門2賦予輔助力，并能夠通過自然的動作對舉升門2進行手動開啟操作。

在步驟S3中，當門末端傳感器20沒有檢測到開啟方向移動，而檢測到關閉方向移動(步驟S5)時，判定部26向輔助量運算部27發送手動操作命令，并向電機電路切換部28發送關閉驅動電路關閉命令。輔助量運算部27根據來自判定部26的手動操作命令，基于此時的舉升門2的位置、關閉速度以及氣彈簧22的環境溫度，運算最佳的輔助力，并以基于該運算結果的占空比來控制PWM控制部29。由此，電機7通過關閉繼電器輸出部30的關閉驅動電路而向關閉方向旋轉，來對舉升門2賦予朝向關閉方向的輔助力(步驟S6)。在這種情況下，當門末端傳感器20檢測到關閉方向移動時，開始對舉升門2賦予輔助力，因此，在舉升門2關閉移動后，電機能夠立即啟動而迅速對舉升門2賦予輔助力，并且能夠通過自然的移動來手動開啟操作舉升門2。

在步驟S5中，當由于一些原因而門末端傳感器20檢測到關閉方向動作之前，單元內傳感器18檢測到開啟方向移動(步驟7)，并且單元內傳感器18連續產生4個以上(數量可以適當地設定)脈沖信號時(步驟8)，判定部26向輔助量運算部27發送手動操作命令，并向電機電路切換部28發送開啟驅動電路關閉命令。輔助量運算部27根據來自判定部26的手動操作命令，基于此時的舉升門2的位置、開啟速度以及氣彈簧22的環境溫度，運算最佳的輔助力，并以基于該運算結果的占空比來控制PWM控制部29。由此，電機7通過關閉繼電器輸出部30的開啟驅動電路而向開啟方向旋轉，來對舉升門2賦予朝向開啟方向的輔助力(步驟4)。

當在步驟S7中單元內傳感器18沒有檢測到開啟方向的移動，而單元內傳感器18檢測到關閉方向的移動(步驟S10)，并且連續輸出4個以上(數量可以適宜地設定)脈沖信號時(步驟S11)，判定部26向輔助量運算部27發送手動操作命令，并向電機電路切換部28發送關閉驅動電路關閉命令。輔助量運算部27根據來自判定部26的手動操作命令，基于此時的舉升門2的位置、開啟速度以及氣彈簧22的環境溫度，運算最佳的輔助力，并以基于該運算結果的占空比來控制PWM控制部29。由此，電機7通過關閉繼電器輸出部30的關閉驅動電路而向關閉方向旋轉，來對舉升門2賦予朝向關閉方向的輔助力(步驟12)。

當在步驟S2中檢測到舉升門2沒有處于中間位置而在步驟S13檢測到處于全閉位置，并且在該狀態下，檢測到釋放開關21被操作，且門鎖單元DL從鎖栓分離時(步驟14)，判定部26向輔助量運算部27發送手動操作命令，并向電機電路切換部28發送開啟驅動電路關閉命令。助量運算部27根據來自判定部26的手動操作命令，基于此時的門末端傳感器20檢測到的角度和氣彈簧22的環境溫度，運算最佳的輔助力，并以基于該運算結果的占空比來控制PWM控制部29。由此，電機7通過關閉繼電器輸出部30的開啟驅動電路而向開啟方向旋轉，來對舉升門2賦予朝向開啟方向的輔助力(步驟15)。

由上可知，在本實施方式的電動門開閉裝置中，將能夠靈敏地檢測舉升門2的開閉動作的門末端傳感器20設置在舉升門2的末端部2a，由此，當手動操作舉升門2時，能夠靈敏地檢測到基于手動操作的舉升門2的開閉移動，縮短開始手動操作到開始輔助的時間，從而改善手動操作時的操作性。

以上，雖然對本發明的實施方式進行了說明，在不脫離本發明的主旨的范圍內，可以對實施方式進行以下的各種變形和變更。

如圖7所示，將門末端傳感器20設置在側門D的末端部D1，對該側門D設置與上述實施方式相同的致動器5，由此，能夠啟動致動器5將輔助力施加于側門D的手動開閉操作。在這樣的構造中，可以實現與上述實施方式相同的效果。在這種情況下，優選省略氣彈簧20來實施。

另外，側門D經由門鉸鏈繞上下方向的軸，以可開閉的方式鉸接于車體側面。在末端部D1設置與車體側的鎖栓嚙合而將側門D保持在閉鎖位置的門鎖單元，在外側面設置當打開側門D時被操作的外側把手OH。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種電動門開閉裝置，其特征在于，包括：

致動器，其輔助以可開閉的方式支承于車體的門的操作力；

角速度傳感器，其設置在所述門的末端部，用于檢測所述門的開閉移動；以及，

控制裝置，當所述致動器停止時，其根據所述角速度傳感器檢測到所述門的末端部向開啟或關閉方向移動，對所述致動器進行開啟驅動控制或關閉驅動控制。

2.根據權利要求1所述的電動門開閉裝置，其特征在于，

所述門是上下方向開啟和關閉的舉升門，并且所述門通過施力機構的加載力至少被向開啟方向施力，

所述施力機構構成為：施加于所述舉升門的加載力隨著環境溫度的變化而變化，

所述控制裝置根據與設置于所述施力機構或其附近的溫度傳感器的檢測溫度對應的占空比，來驅動控制所述致動器。

3.根據權利要求1或2所述的電動門開閉裝置，其特征在于，

所述控制裝置根據與所述門的角度對應的占空比，來驅動控制所述致動器。