門(mén)開(kāi)閉裝置和門(mén)開(kāi)閉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及門(mén)開(kāi)閉裝置和門(mén)開(kāi)閉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛的后備箱門(mén)和滑動(dòng)門(mén)等除了能手動(dòng)開(kāi)閉以外，還能通過(guò)門(mén)開(kāi)閉裝置開(kāi)閉(例如參照專利文獻(xiàn)1)。此外，可以用門(mén)開(kāi)閉裝置輔助手動(dòng)開(kāi)閉，從而減輕操作者的負(fù)擔(dān)。這種門(mén)開(kāi)閉裝置由控制部對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulat1n)控制，使門(mén)向打開(kāi)方向或關(guān)閉方向移動(dòng)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2005-082019號(hào)
[0006]通過(guò)具備這種以PWM控制進(jìn)行控制的電機(jī)的門(mén)開(kāi)閉裝置來(lái)開(kāi)閉門(mén)時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)出比預(yù)想的聲音大的聲音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供使門(mén)進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作時(shí)發(fā)出的聲音較小的門(mén)開(kāi)閉裝置。
[0008]為了解決上述課題并達(dá)到上述目的，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉裝置，具有電機(jī)和利用PWM控制對(duì)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的控制部，所述門(mén)開(kāi)閉裝置通過(guò)所述電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行車門(mén)的開(kāi)閉，所述門(mén)開(kāi)閉裝置的特征在于，所述控制部通過(guò)以偏離設(shè)置所述電機(jī)的被設(shè)置件的共振點(diǎn)的方式設(shè)定的PWM頻率，進(jìn)行所述電機(jī)的所述PWM控制。
[0009]此外，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉裝置在上述發(fā)明基礎(chǔ)上，所述被設(shè)置件包括:收容所述電機(jī)的收容部；將所述門(mén)開(kāi)閉裝置固定在所述車輛上的固定手段；以及所述車輛。
[0010]此外，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉裝置在上述發(fā)明基礎(chǔ)上，所述PWM頻率高于所述共振點(diǎn)的頻率。
[0011]此外，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉方法，利用PWM控制對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過(guò)所述電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行車門(mén)的開(kāi)閉，所述門(mén)開(kāi)閉方法的特征在于，通過(guò)以偏離設(shè)置所述電機(jī)的被設(shè)置件的共振點(diǎn)的方式設(shè)定的PWM頻率，進(jìn)行所述電機(jī)的所述PWM控制。
[0012]此外，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉方法在上述發(fā)明基礎(chǔ)上，所述被設(shè)置件包括:收容所述電機(jī)的收容部；將所述門(mén)開(kāi)閉裝置固定在所述車輛上的固定手段；以及所述車輛。
[0013]此外，本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉方法在上述發(fā)明基礎(chǔ)上，通過(guò)高于所述共振點(diǎn)的頻率的所述PWM頻率進(jìn)行所述PWM控制。
[0014]按照本發(fā)明，由于控制部通過(guò)以偏離設(shè)置所述電機(jī)的被設(shè)置件的共振點(diǎn)的方式設(shè)定的PWM頻率，進(jìn)行電機(jī)的PWM控制，所以能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)閉門(mén)時(shí)產(chǎn)生的聲音較小的門(mén)開(kāi)閉裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖2A是將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于后備箱門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。
[0017]圖2B是將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于后備箱門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。
[0018]圖3A是將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于后備箱門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。
[0019]圖3B是將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于后備箱門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。
[0020]圖4是表示本實(shí)施方式的控制部的動(dòng)作的框圖。
[0021]圖5是表示將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置設(shè)置在車輛上并測(cè)量開(kāi)閉動(dòng)作時(shí)的聲壓的結(jié)果的圖。
[0022]圖6是表示將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于滑動(dòng)門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。
[0023]圖7是從車輛上方側(cè)觀察圖6時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的門(mén)開(kāi)閉裝置和門(mén)開(kāi)閉方法的實(shí)施方式。另外，所述實(shí)施方式并非用于限定本發(fā)明。此外，在附圖的記述中，對(duì)相同或?qū)?yīng)的要素適當(dāng)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。此外，附圖是示意性的，因此需要注意各要素的尺寸關(guān)系、各要素的比率等，有時(shí)和實(shí)際不同。附圖之間，有時(shí)包含彼此的尺寸關(guān)系和比率不同的部分。
[0025](實(shí)施方式)
[0026]首先，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于以電動(dòng)方式開(kāi)閉車輛的后備箱門(mén)和滑動(dòng)門(mén)等，或者輔助操作者的開(kāi)閉。門(mén)開(kāi)閉裝置1如圖1所示，具備電機(jī)2、輸出軸3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和控制部C。此外，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4如圖1所示，具備第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5、傳感器機(jī)構(gòu)6、第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7、第三行星齒輪機(jī)構(gòu)8。另外，控制部C和傳感器機(jī)構(gòu)6從車載電源接受電力供給。
[0027]電機(jī)2用于產(chǎn)生開(kāi)閉門(mén)的動(dòng)力，在作為收容部的筒狀的電機(jī)外殼201內(nèi)收容有未圖示的轉(zhuǎn)子和電磁鐵等。電磁鐵與控制部C連接，由控制部C以PWM控制進(jìn)行控制。輸出軸3用于輸出開(kāi)閉門(mén)的動(dòng)力，所述輸出軸3借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4與電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)軸連接。輸出軸3上安裝有臂9，所述臂9把為了開(kāi)閉門(mén)而輸出的動(dòng)力借助開(kāi)閉構(gòu)件向門(mén)或車輛主體傳遞。臂9通過(guò)如下方式安裝:將螺栓901隔著間隔件插入未圖示的安裝孔，并使螺栓901與輸出軸3的安裝孔(未圖示)螺紋配合。
[0028]電機(jī)外殼201用于收容電機(jī)2，例如由樹(shù)脂、鋁等構(gòu)成。
[0029]傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4把電機(jī)2的動(dòng)力傳遞至輸出軸3，從電機(jī)2 —側(cè)沿著電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向依次排列有第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5、傳感器機(jī)構(gòu)6、第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7、第三行星齒輪機(jī)構(gòu)8。
[0030]第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5是把從電機(jī)2輸入的動(dòng)力減速后輸出的第一減速機(jī)構(gòu)。構(gòu)成所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5的減速機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件，收容在與電機(jī)外殼201連接的齒輪外殼501內(nèi)。此外，齒輪外殼501具有托架B1，所述托架B1是將門(mén)開(kāi)閉裝置1固定在車輛主體或門(mén)上的固定手段。輸入第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5的動(dòng)力，被減速后向傳感器機(jī)構(gòu)6輸出。
[0031]傳感器機(jī)構(gòu)6是用于檢測(cè)門(mén)開(kāi)閉裝置1的驅(qū)動(dòng)狀況的機(jī)構(gòu)。所述傳感器機(jī)構(gòu)6包括用螺栓603固定在電機(jī)外殼201上的傳感器外殼601、602內(nèi)收容的未圖不的磁軸、磁環(huán)、GMR(Giant Magneto Resistance effect)傳感器。
[0032]磁軸嵌裝并固定磁環(huán)。磁環(huán)是平板環(huán)狀的構(gòu)件，以S極和N極沿著周圍交替配置的方式被磁化。GMR傳感器固定在傳感器外殼602上。
[0033]磁軸通過(guò)從第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5輸入的動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。磁軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁軸和磁環(huán)一體旋轉(zhuǎn)。磁環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，GMR傳感器檢測(cè)來(lái)自磁環(huán)的磁通密度并產(chǎn)生脈沖信號(hào)。通過(guò)由脈沖傳感器檢測(cè)這樣產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，可以檢測(cè)到門(mén)開(kāi)閉裝置1的驅(qū)動(dòng)狀況，特別是轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。此外，輸入傳感器機(jī)構(gòu)6的動(dòng)力，從磁軸向第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7輸出。
[0034]構(gòu)成兩級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7和第三行星齒輪機(jī)構(gòu)8，是把通過(guò)傳感器機(jī)構(gòu)6從第一行星齒輪機(jī)構(gòu)5輸入的動(dòng)力減速后輸出的第二減速機(jī)構(gòu)。構(gòu)成所述兩級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件，收容在齒輪外殼701、801內(nèi)。輸入第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7的動(dòng)力，被減速后向輸出軸3輸出。
[0035]另外，作為把門(mén)開(kāi)閉裝置1固定在車輛主體或門(mén)上的固定手段的托架B2插入齒輪外殼701、801，并通過(guò)螺栓802將所述齒輪外殼701、801固定在傳感器外殼602上。
[0036]接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置1的設(shè)置例。圖2A、圖2B、圖3A、圖3B是表示將本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置用于后備箱門(mén)的開(kāi)閉時(shí)的設(shè)置例的示意圖。圖2A、圖2B表示了后備箱門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)，圖3A、圖3B表不了后備箱門(mén)打開(kāi)的狀態(tài)。此外，圖2A、圖3A是表不車輛后方的整體圖，圖2B、圖3B分別是圖2A、圖3A的局部放大圖。如圖2A、圖3A所示，本實(shí)施方式的門(mén)開(kāi)閉裝置1以在車輛100的寬度方向呈水平的狀態(tài)，由作為固定手段的托架Bl、B2固定在車輛100的頂部。而且，如圖2B、圖3B所示，與門(mén)開(kāi)閉裝置1連接的臂9，與作為開(kāi)閉構(gòu)件的連桿R的一端連接。此外，連桿R的另一端與作為開(kāi)閉構(gòu)件的合頁(yè)102連接。合頁(yè)102的一端由托架B3固定在車輛100的頂部。此外，合頁(yè)102的另一端固定在后備箱門(mén)101上。
[0037]控制部C從車載電源接受電力供給，電機(jī)2中輸入規(guī)定的頻率(PWM頻率)、規(guī)定的占空比的脈沖電流時(shí)，電機(jī)2以與所述占空比對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，加大脈沖電流的占空比時(shí)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速增大，減小占空比時(shí)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速變小。這樣對(duì)電機(jī)2進(jìn)行PWM控制。驅(qū)動(dòng)后的電機(jī)2的動(dòng)力借助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4傳遞至輸出軸3，使輸出軸3旋轉(zhuǎn)。而后，如圖2B、圖3B所示，輸出軸3旋轉(zhuǎn)時(shí)，臂9以輸出軸3為中心旋轉(zhuǎn)，由此連桿R、合頁(yè)102聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)使后備箱門(mén)101進(jìn)行開(kāi)閉動(dòng)作。另外，根據(jù)使后備箱門(mén)101進(jìn)行打開(kāi)動(dòng)作或關(guān)閉動(dòng)作，切換電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)方向的切換，通過(guò)切換脈沖電流的流動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0038]這里，說(shuō)明門(mén)開(kāi)閉裝置1輔助手動(dòng)開(kāi)閉門(mén)時(shí)的控制部C對(duì)電機(jī)2的PWM控制。圖4是表示本實(shí)施方式的控制部的動(dòng)作的框圖。如圖4所示，控制部C包括:E⑶(ElectronicControl Unit)Cl、作為 ECUC1 的一部分的 MPU(Micro Processing Unit)C2、以及根據(jù)來(lái)自E⑶Cl的控制信號(hào)對(duì)電機(jī)2進(jìn)行PWM控制的控制電路C3。MPUC2包括操作判定部C21、轉(zhuǎn)速計(jì)算部C22和旋轉(zhuǎn)方向切換部C23?？刂齐娐稢3包括:對(duì)電機(jī)2進(jìn)行PWM控制的開(kāi)關(guān)元件；以及通過(guò)切換脈沖電流的流動(dòng)方向來(lái)切換電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換電路。此外，向ECUC1輸入來(lái)自與傳感器機(jī)構(gòu)6連接的脈沖傳感器S1、作為安裝在后備箱門(mén)101上的角速度傳感器的旋轉(zhuǎn)傳感器S2、以及溫度傳感器S3的電信號(hào)。
[0039]首先，用戶進(jìn)行操作使后備箱門(mén)101進(jìn)行打開(kāi)動(dòng)作或關(guān)閉動(dòng)作，而使后備箱門(mén)101的位置移動(dòng)時(shí)，動(dòng)力借助合頁(yè)102、連桿R和臂9傳遞并使輸出軸3旋轉(zhuǎn)。輸出軸3旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力通過(guò)門(mén)開(kāi)閉裝置1內(nèi)的各機(jī)構(gòu)傳遞，使傳感器機(jī)構(gòu)6的磁環(huán)旋轉(zhuǎn)。磁環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，GMR傳感器檢測(cè)到來(lái)自磁環(huán)的磁通密度并產(chǎn)生脈沖信號(hào)。產(chǎn)生的脈沖信號(hào)被脈沖傳感器S1檢測(cè)至IJ，因此脈沖傳感器S1輸出與檢測(cè)到的脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
[0040]此外，用戶進(jìn)行操作使后備箱門(mén)101的位置移動(dòng)時(shí)，安裝在后備箱門(mén)101上的旋轉(zhuǎn)傳感器S2檢測(cè)門(mén)的位置、移動(dòng)速度、移動(dòng)方向。旋轉(zhuǎn)傳感器S2輸出與檢測(cè)到的各信息對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
[0041]此外，溫度傳感器S3輸出與車輛100的外部氣溫對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
[0042]接著，從各傳感器輸出的各電信號(hào)輸入MPUC2的操作判斷部C21。操作判斷部C21判斷以多大轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，此外判斷使電機(jī)2向打開(kāi)方向、關(guān)閉方向的哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。另夕卜，操作判斷部C21也可以根據(jù)從溫度傳感器S3輸入的電信號(hào)感知車輛100的外部氣溫，并根據(jù)所述外部氣溫進(jìn)行轉(zhuǎn)速的判斷。
[0043]而后，操作判斷部C21將其判斷結(jié)果輸入轉(zhuǎn)速計(jì)算部C22和旋轉(zhuǎn)方向切換部C23。為了使后備箱門(mén)101以規(guī)定的移動(dòng)速度動(dòng)作，轉(zhuǎn)速計(jì)算部C22根據(jù)從脈沖傳感器S1輸入的當(dāng)前的門(mén)開(kāi)閉裝置1的驅(qū)動(dòng)狀況(轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向)、以及從操作判斷部C21輸入的判斷結(jié)果，計(jì)算為得到規(guī)定的后備箱門(mén)101的移動(dòng)速度所需要的電機(jī)2的轉(zhuǎn)速