电动门开闭装置的制作方法

本发明涉及一种电动门开闭装置，其对门的手动开闭操作赋予辅助力。

背景技术：

现有技术中，在以可沿上下方向开闭的方式铰接安装于车体的后部的举升门中使用的电动门开闭装置具有致动器，该致动器包括电机、用于使该电机的旋转减速的减速机构和用于产生与减速机构的旋转或举升门的开闭移动对应的脉冲信号的旋转编码器。所述致动器的输出部通过连接机构连接于举升门，由此，操作者手动对举升门进行开闭操作。当旋转编码器检测到举升门的开闭移动时，以此为契机启动电机，并对举升门的手动开闭操作赋予辅助力(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开公报特许3923704号

技术实现要素：

然而，在上述专利文献1所记载的电动门开闭装置中，在致动器和举升门的连接路径间必然会发生松动。因此，存在以下问题：自从操作者开始手动操作举升门起，到致动器内的旋转编码器检测到举升门的动作为止，产生相应于松动的时间滞后(t ime-lag)，无法快速地赋予辅助力。

因此，在手动操作举升门的初期需要较大的操作力，并且当赋予辅助力时产生绊住的感觉，由此在手动操作中会产生不舒服的感觉。

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种通过缩短手动操作开始到辅助开始的时间，来改善手动操作时的操作性的电动门开闭装置。

根据本发明，上述问题采用以下技术方案来解决。

第一技术方案的特征在于，包括：致动器，其辅助以可开闭的方式支承于车体的门的操作力；门末端传感器，其被设置在所述门的末端部，用于检测所述门的开闭移动；以及控制装置，其根据所述门末端传感器检测到所述门的末端部向开启或关闭方向上移动，对所述致动器进行开启驱动控制或关闭驱动控制。

第二技术方案的特征在于，在第一技术方案的基础上，所述门通过施力机构的加载力至少被向开启方向施力，该施力机构构成为施加于所述举升门的力随着环境温度的变化而变化，所述控制装置根据与设置于所述施力机构或其附近的温度传感器的检测温度对应的占空比，来驱动控制所述致动器。

第三技术方案的特征在于，在第一技术方案或第二技术方案的基础上，所述控制装置根据与所述门的角度对应的占空比来驱动控制所述致动器。

根据本发明，将可以检测门的开闭移动的门末端传感器设置在门的末端部，根据门末端传感器检测到门的末端部移动，对门的手动开闭操作赋予致动器的辅助力，由此能够缩短从开始手动操作门到开始辅助的时间，由此改善手动操作时的操作性。

附图说明

图1是应用本发明的电动门开闭装置的车辆后部的立体图。

图2同样是车辆后部的概略侧视图。

图3是致动器的纵向剖面后视图。

图4是控制部的框图。

图5是用于说明手动操作门时的辅助工作的流程图。

图6是表示门位置和辅助力之间的关系的一个例子的图。

图7是表示另一实施例的侧门的概略侧视图。

附图标记说明

1车体；1a车顶；2举升门；2a末端部；3门铰链；4枢轴；5致动器；6壳体；7电机；8第一行星齿轮机构；9第二行星齿轮机构；10第三行星齿轮机构；11旋转轴；12中间轴；13输出轴；14臂；15连接装置；16磁性环；17传感器基板；18单元内传感器；19温度传感器；20门末端传感器；21释放开关；22气弹簧；23控制装置；25主控制部；26判定部；27辅助量运算部；28电机电路切换部；29PWM控制部；30继电器输出部；DL门锁单元；D侧门；D1末端部；OH外侧把手。

具体实施方式

根据附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是表示从斜后方来观察具有本发明所涉及的电动门开闭装置的车辆的立体图。在车体1的后上部，可向上下方向开闭的提升式的举升门2的上端部通过左右一对门铰链3，被支承为以朝向左右方向的枢轴4为中心可向上下方向开闭。

举升门2通过设置于车体1的后上部的致动器5的驱动力、和手动操作中的致动器5的辅助力，从图2中实线所示的全闭位置，经过同2中双点划线所示的中间位置，开启到图2中双点划线所示的全开位置，或者反向关闭。

致动器5被设置在车体1的车顶1a内，如图3所示，包括朝向左右方向的筒状的壳体6。

该致动器5的构造不直接涉及本发明，因此，只描述与本发明相关的部分和大致的整体构造，省略致动器5的其他的详细说明。

在本申请人的其他的专利申请即日本发明专利公开公报特愿2014-82414号的说明书和附图中对致动器5的详细构造进行了描述。

在致动器5的壳体6内部依次设置有电机7、第一行星齿轮机构8、第二行星齿轮机构9和第三行星齿轮机构10。将电机7的旋转轴11的旋转力依次减速并向被配置在与其相同的轴线上的中间轴12和输出轴13传递。固定在输出轴13的前端部的臂14经由连接机构15连接于左方的门铰链3的中间部。通过使电机7的旋转轴11向预定方向旋转来使举升门2向全开位置开启，或者通过使旋转轴11反向旋转来使举升门2向全关位置关闭。

在中间轴12上，与其他的齿轮一起，以与中间轴12呈一体旋转的方式套设有磁性环16，该磁性环16通过在圆周方向上隔开适宜的间隔设置一个或多个永磁体(未示出)而构成。

在壳体6内，设置有霍尔元件等传感器(未示出)的传感器基板17被固定设置为与磁性环16相向并与壳体6呈一体旋转。通过该传感器基板17和磁性环16构成产生与举升门2的开闭移动对应的脉冲的单元内传感器18。另外，单元内传感器18也可以为旋转编码器。

在处于全关位置时的举升门2的下端部(末端部)2a设置有用于检测末端部2a的开闭移动的门末端传感器20，另外，在后述的气弹簧22或其附近设置有用于检测气弹簧22的环境温度的温度传感器19。

门末端传感器20例如能够为一轴模拟陀螺仪角速度传感器(one-axis analogue gyro angular veloci ty sensor)，只要是能够准确检测举升门2的末端部2a的角度及角度变化的传感器，则其可以是任何结构。

单元内传感器18、温度传感器19和门末端传感器20产生的信号被发送至搭载于车辆的控制装置23。

在举升门2的末端部2a设置有门锁单元DL，该门锁单元DL通过与车体侧的锁栓(striker)(未示出)啮合来将举升门2保持在全关位置，并且同样在后表面上设置有释放开关21，当解除门锁单元DL和锁栓的啮合而手动打开举升门2时操作释放开关21。

在车体1的后端两侧部设置有气弹簧22，该气弹簧22能够向打开举升门2的方向施力，从而易于打开操作举升门2。

如图2所示，作用于举升门2的气弹簧22的加载力被设置为：当举升门2位于包含全开位置的开启方向区域R1内时，能够将举升门2提升至全开位置的力；当举升门2位于包含全闭位置的关闭方向区域R2内时，举升门2由于自身重量而能够向关闭方向移动的力；当举升门2位于开启方向区域R1和关闭方向区域R2之间的中间区域R3内时，与由于举升门自身重量而向关闭方向移动的力平衡的力。

接着，参照图4，对控制装置23的电路结构进行说明。

控制装置23包括：主控制部25，其由根据存储于内部存储器的控制程序的指令来执行一系列的控制处理的微处理器构成；PWM控制部29，其基于主控制部25所指示的PWM控制来控制施加于电机7的电压；以及继电器输出部30，其可以根据来自主控制部25的指示切换为使电机7正向或反向驱动。

从控制装置23的输入端口输入单元内传感器18、温度传感器19、门末端传感器20和检测被操作者操作的情况的释放开关21的各信号，同样，在输出端口上，经由PWM控制部29和继电器输出部30电气连接有电机7。

主控制部25包括：判定部26，其根据来自单元内传感器18和门末端传感器20的检测信号来判定举升门2是否被手动操作；辅助量运算部27，其根据由该判定部26运算的处理结果来确定PWM控制的占空比；以及电机电路切换部28，其根据由判定部26运算出的处理结果来控制继电器输出部30的ON/OFF。

在电机7已经停止的前提下，当从单元内传感器18连续产生产生规定次数以上(例如，四个以上)宽度比规定宽度窄的脉冲信号时，或者当门末端传感器20产生角度变化的信号时，判定部26判定为举升门2被手动操作，将包含与温度传感器19的检测温度对应的温度数据的手动操作命令向辅助量运算部27发送，并且将电机驱动控制命令向电机电路切换部28发送。并且，判定部26通过根据从单元内传感器18输出的脉冲信号的数量、宽度和间隔进行运算，来检测举升门2的位置、移动量、开闭速度、加速度和移动方向等，另外，通过对来自门末端传感器20的角度信号进行运算，来检测车辆的停车状态下的举升门2的角度和移动(角度变化)。

辅助量运算单元27根据来自判定部26的手动操作命令，如下那样来确定占空比并对PWM控制部29进行PWM控制。

如图6所示，进行与由温度传感器19检测到的温度(气弹簧22的环境温度)对应的PWM控制。

例如，如图6(a)所示，当对举升门2进行开启操作时，环境温度越高于预定温度，越降低占空比减小电机的功率以减少施加于举升门2的辅助力。环境温度越低于预定温度，越提高占空比增大电机7的功率以增加施加于举升门2的辅助力。

另外，如图6(b)所示，当对举升门2进行关闭操作时，环境温度越高于预定温度，越提高占空比增大电机7的功率以增大施加于举升门的辅助力。环境温度越低于预定温度，越降低占空比减小电机7的功率以减小施加于举升门2的辅助力。

由此，气弹簧的气压随环境温度的变化而变化(环境温度越高则气压越高而加载力越增大，环境温度越低则气压越低而加载力越减小)。即使作用于举升门2的朝向开启方向的加载力发生变化，也能够将开启操作和关闭操作举升门2时施加于举升门2的辅助力设定为适合环境温度的力。

进行与由单元内传感器18检测到的举升门2的开度位置对应的PWM控制。例如，如图6(a)、(b)所示，当举升门2在中间区域R3中移动时，进行降低占空比的补正控制以逐渐减弱辅助力。

进行与举升门2的开闭操作速度对应的PWM控制。例如，在补正控制中，举升门2的手动开闭速度越快，则越增大占空比，举升门2的手动开闭速度越慢则越减小占空比。由此，赋予与举升门2的手动开闭速度对应的辅助力，因此，能够进行追随性高的辅助控制，并且能够通过自然的操作来手动操作举升门2。

确定与车辆停车时的车辆姿态、即处于全闭位置时的举升门2的角度对应的占空比，并且根据该占空比，进行使举升门从全闭位置向开启方向的初始辅助控制。处于全闭位置时举升门2的角度由门末端传感器20来检测。

例如，当车辆停放姿态为向后向下倾斜时，用于使举升门2从闭锁位置向开启方向移动的初始操作力比停放姿态为水平时的操作力更大，因此能够进行使占空比高于规定值的补正控制。

如果没有来自判定部26的手动操作命令，则使辅助控制停止。例如，当即使经过规定时间以上，也没有从单元内传感器18输入脉冲信号，或者没有从门末端传感器20输入角度变化信号时，使电机5的驱动停止。

另外，当举升门2的手动开闭操作从不存在辅助向存在辅助切换时和反向切换时，占空比逐渐增加和减小，以克服手动开闭操作中的不适。

参照图5所示的流程图，对举升门2手动操作时的辅助控制进行说明。

步骤S1是没有向控制装置3输入任何信号的状态，即，判定为没有操作举升门2的状态。在步骤S2中，当控制装置23判定为是，即举升门2处于全闭位置和全开位置之间的中间位置时，若门末端传感器20检测到开启方向的移动(步骤S3)，则判定部26向辅助量运算部27发送手动操作命令，并向电机电路切换部28发送开启驱动电路关闭命令。辅助量运算部27根据来自判定部26的手动操作命令,基于此时的举升门2的位置、开启速度以及气弹簧22的环境温度，运算最优的辅助力，并以基于该运算结果的占空比来控制PWM控制部29。由此，电机7通过关闭继电器输出部30的开启驱动电路而向开启方向旋转，对举升门2赋予朝向开启方向的辅助力(步骤S4)。在这种情况下，当门末端传感器20检测到向开启方向移动时，开始向举升门2赋予辅助力，因此，在举升门2开启移动后，电机7能够立即启动，迅速对举升门2赋予辅助力，并能够通过自然的动作对举升门2进行手动开启操作。

在步骤S3中，当门末端传感器20没有检测到开启方向移动，而检测到关闭方向移动(步骤S5)时，判定部26向辅助量运算部27发送手动操作命令，并向电机电路切换部28发送关闭驱动电路关闭命令。辅助量运算部27根据来自判定部26的手动操作命令，基于此时的举升门2的位置、关闭速度以及气弹簧22的环境温度，运算最佳的辅助力，并以基于该运算结果的占空比来控制PWM控制部29。由此，电机7通过关闭继电器输出部30的关闭驱动电路而向关闭方向旋转，来对举升门2赋予朝向关闭方向的辅助力(步骤S6)。在这种情况下，当门末端传感器20检测到关闭方向移动时，开始对举升门2赋予辅助力，因此，在举升门2关闭移动后，电机能够立即启动而迅速对举升门2赋予辅助力，并且能够通过自然的移动来手动开启操作举升门2。

在步骤S5中，当由于一些原因而门末端传感器20检测到关闭方向动作之前，单元内传感器18检测到开启方向移动(步骤7)，并且单元内传感器18连续产生4个以上(数量可以适当地设定)脉冲信号时(步骤8)，判定部26向辅助量运算部27发送手动操作命令，并向电机电路切换部28发送开启驱动电路关闭命令。辅助量运算部27根据来自判定部26的手动操作命令，基于此时的举升门2的位置、开启速度以及气弹簧22的环境温度，运算最佳的辅助力，并以基于该运算结果的占空比来控制PWM控制部29。由此，电机7通过关闭继电器输出部30的开启驱动电路而向开启方向旋转，来对举升门2赋予朝向开启方向的辅助力(步骤4)。

当在步骤S7中单元内传感器18没有检测到开启方向的移动，而单元内传感器18检测到关闭方向的移动(步骤S10)，并且连续输出4个以上(数量可以适宜地设定)脉冲信号时(步骤S11)，判定部26向辅助量运算部27发送手动操作命令，并向电机电路切换部28发送关闭驱动电路关闭命令。辅助量运算部27根据来自判定部26的手动操作命令，基于此时的举升门2的位置、开启速度以及气弹簧22的环境温度，运算最佳的辅助力，并以基于该运算结果的占空比来控制PWM控制部29。由此，电机7通过关闭继电器输出部30的关闭驱动电路而向关闭方向旋转，来对举升门2赋予朝向关闭方向的辅助力(步骤12)。

当在步骤S2中检测到举升门2没有处于中间位置而在步骤S13检测到处于全闭位置，并且在该状态下，检测到释放开关21被操作，且门锁单元DL从锁栓分离时(步骤14)，判定部26向辅助量运算部27发送手动操作命令，并向电机电路切换部28发送开启驱动电路关闭命令。助量运算部27根据来自判定部26的手动操作命令，基于此时的门末端传感器20检测到的角度和气弹簧22的环境温度，运算最佳的辅助力，并以基于该运算结果的占空比来控制PWM控制部29。由此，电机7通过关闭继电器输出部30的开启驱动电路而向开启方向旋转，来对举升门2赋予朝向开启方向的辅助力(步骤15)。

由上可知，在本实施方式的电动门开闭装置中，将能够灵敏地检测举升门2的开闭动作的门末端传感器20设置在举升门2的末端部2a，由此，当手动操作举升门2时，能够灵敏地检测到基于手动操作的举升门2的开闭移动，缩短开始手动操作到开始辅助的时间，从而改善手动操作时的操作性。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以对实施方式进行以下的各种变形和变更。

如图7所示，将门末端传感器20设置在侧门D的末端部D1，对该侧门D设置与上述实施方式相同的致动器5，由此，能够启动致动器5将辅助力施加于侧门D的手动开闭操作。在这样的构造中，可以实现与上述实施方式相同的效果。在这种情况下，优选省略气弹簧20来实施。

另外，侧门D经由门铰链绕上下方向的轴，以可开闭的方式铰接于车体侧面。在末端部D1设置与车体侧的锁栓啮合而将侧门D保持在闭锁位置的门锁单元，在外侧面设置当打开侧门D时被操作的外侧把手OH。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电动门开闭装置，其特征在于，包括：

致动器，其辅助以可开闭的方式支承于车体的门的操作力；

角速度传感器，其设置在所述门的末端部，用于检测所述门的开闭移动；以及，

控制装置，当所述致动器停止时，其根据所述角速度传感器检测到所述门的末端部向开启或关闭方向移动，对所述致动器进行开启驱动控制或关闭驱动控制。

2.根据权利要求1所述的电动门开闭装置，其特征在于，

所述门是上下方向开启和关闭的举升门，并且所述门通过施力机构的加载力至少被向开启方向施力，

所述施力机构构成为：施加于所述举升门的加载力随着环境温度的变化而变化，

所述控制装置根据与设置于所述施力机构或其附近的温度传感器的检测温度对应的占空比，来驱动控制所述致动器。

3.根据权利要求1或2所述的电动门开闭装置，其特征在于，

所述控制装置根据与所述门的角度对应的占空比，来驱动控制所述致动器。