CN1550634A - 用于打开和关闭车辆闭合机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于打开和关闭车辆闭合机构的驱动装置，其中，带有减速齿轮的电动机(11)和离合器(12)和气缸支柱设在汽车车身(2)与背门(1)之间，从而背门的完全打开位置可仅由汽缸支柱的推力来支撑，并且在这个装置中，当在带有减速齿轮的电动机断开之后检测到闭合机构由于其自重而闭合时，在背门被驱动来打开至其完全打开位置之后，带有减速齿轮的电动机与背门相连以驱动来强制地关闭背门。通过这种结构，当打开位置的支撑力不足时，由于背门在它打开至完全打开位置之后被再次关闭，可以在背门在这样关闭的期间完成货物的装载和卸载工作。

Description

用于打开和关闭车辆闭合机构的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种使用驱动源例如电动机的动力来自动地打开和关闭车辆闭合机构的驱动装置。

背景技术

背门趋向于相对较重并且需要很大的操作力来打开，该背门用来覆盖在车辆例如客货两用车上形成的后端开口并以向上转动的方式打开。由于这个原因，通常的作法是设置一个所谓的气缸支柱，该气缸支柱包括充满油和气体的气缸，其不仅有助于确保在打开方向上所需要的操作力，而且也能够在打开状态下形成支撑力。

由于背门重量的变化、铰链部分的转动阻力的变化以及周围环境温度的变化，气缸支柱有时会出现在打开位置上支撑背门的推力不足的现象。

作为一个用来解决诸如这些缺陷的技术，在JP-A-2001-107642中提出了一种技术，其中在背门与车身之间设置一使用带有减速齿轮的电动机的打开与关闭驱动装置，然后，当检测到背门由于其自重在闭合方向上的运动时，离合器接合以便使带有减速齿轮的电动机的阻力能被施加到背门上，由此停止了背门的由于其自重的闭合，并且此后背门被强制驱动来关闭。

【专利文献No.1】

JP-A-2001-107462

然而，根据相关技术的结构，当背门打开位置的支撑力不足时，背门被无条件地强制驱动闭合，而没考虑货物的装载和卸载工作。另外，虽然由于背门打开位置的所需支撑力不足而使在闭合方向上背门的移动由基于背门的下降量来决定，即使在背门的打开位置的支撑力与背门的重量相平衡的情况下，由于背门的移动量因为车辆姿态或风的作用而临时变化，所以实际上仅仅依据背门的下降量来决定背门的打开位置上的支撑力的适当值是不正确的。

发明内容

本发明是针对解决这些问题而产生的，并且其一个主要目的在于提供一种用于驱动以打开和关闭车辆闭合机构的装置，该装置在防止背门由于其自重而关闭的同时允许进行货物的装载和卸载，另外，能使车辆的使用者在用来支撑背门的打开位置的力出现不足时准确地了解到这些。

考虑到达到上述目的，根据本发明，提供了用于驱动以打开和关闭车辆闭合机构的装置，其包括：打开与闭合驱动力形成单元(带有减速齿轮的电动机11)；用来接通和断开驱动力传输至闭合机构(背门1)的离合器单元12，该闭合机构相对于车辆在车辆车身2上以垂直摆动的方式设置；包括充有气体的气缸的打开方向偏压单元(气缸支柱4)，其中所有的单元都设置在车辆车身与闭合机构之间，其中，打开与闭合驱动力产生单元正好在到达闭合机构的完全打开位置之前从闭合机构上断开，从而闭合机构的完全打开位置仅由打开方向的偏压单元的偏压力来支撑，并且，根据本发明的第一个方面，提供一控制单元(控制电路15)，其用于在探测到闭合机构在打开与闭合驱动力产生单元断开之后由于其自重而闭合时将打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便驱动来打开闭合机构预定量，并且随后驱动来关闭闭合机构。

根据这样装置的结构，当闭合机构由于其自重而发生闭合时，由于闭合目标被驱动来打开到例如完全打开位置，能够在闭合机构的驱动期间内完成货物的装载和卸载工作。

根据本发明的第二个方面，提供了一控制单元，该控制单元用于在探测到闭合机构当打开与闭合驱动力产生单元断开之后由于其自重而闭合时将打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便在正好到达闭合机构的完全打开位置之前驱动来打开闭合机构，随后再执行断开，然后，当再次探测到闭合机构由于其自重而闭合时，将打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便驱动来打开闭合机构预定量，并且随后驱动以关闭闭合机构。

通过这种结构，由于闭合机构因其自重而发生关闭是通过驱动将闭合机构打开至这样一个位置上来确定的，在该位置上打开与闭合驱动力产生单元的驱动力传输在正常时间上被断开，并且随后再次断开驱动力的传输，以可靠的方式在如下两种情况之间进行区分：一种情况，即，闭合机构由于例如被风吹暂时地向闭合方向移动；另一种情况，即，由于相对于闭合机构的打开位置的支撑力不足，闭合机构沿着闭合方向移动。

根据本发明的第三方面，提供了一控制单元，其用来当探测闭合机构在打开与闭合驱动力产生单元断开之后由于其自重而闭合时将打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便用来驱动来将闭合机构打开一定量之后可由其自重关闭的打开量，此后再次断开，然后，当再次探测到闭合机构由于其自重而闭合时，将打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便驱动来打开闭合机构预定量，并且此后驱动来关闭闭合机构。

通过这种结构，即使在当打开与闭合驱动力产生单元由于相对于闭合机构的打开位置的剩余支撑力而断开的情况下，没有发生闭合机构的由于其自重的闭合，在同样的条件下能够完成确认。

根据发明的第四方面，提供了一控制单元，其用来重复控制直至闭合机构到达其完全闭合位置，即，探测到闭合机构在打开与闭合驱动力产生单元断开之后由于其自重而闭合时，在闭合机构的由于其自重的闭合量达到预定量的情况下，打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便驱动以打开闭合机构预定量，该预定量小于闭合机构的由于其自重的闭合量，并且此后，打开与闭合驱动力产生单元被断开。

通过这种结构，在发生相对闭合机构打开位置的支撑力不足的情况下，由于闭合机构执行了一次非正常的操作，其中，闭合机构在它稍微打开之后闭合，并且，闭合机构在它稍微张开之后再次闭合，可以保证用来货物装载和卸载工作的时间，并且车辆使用者能以确切的方式了解到打开位置的支撑力不足。

另外，根据发明的一般方面，提供了一种用于驱动来打开和关闭车辆闭合机构的装置，其包括在汽车车身和可相对汽车车身垂直向上摆动的闭合机构之间的一打开与闭合驱动力产生单元、一用来连接和断开闭合机构驱动力传输的离合器单元以及一打开方向的偏压单元，其中，该打开与关闭驱动力产生单元就在到达闭合机构的完全打开位置之前从闭合机构断开，从而闭合机构的完全打开位置仅由打开方向的偏压单元的偏压力支撑。

附图说明

图1为应用本发明的客货两用车的背门主体部分的侧剖视图。

图2为表示用于驱动以打开和关闭背门的装置的配置图。

图3为说明本发明第一实施例操作的流程图。

图4为说明本发明第二实施例操作的流程图。

图5为说明本发明第三实施例操作的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1示出采用本发明的客货两用车的背门主体部分。这个背门通过在汽车车身2上横向延伸的铰链轴3支撑在汽车车身2上，并且可以设计成通过使背门在其自由端部上沿垂直方向上、下摆动以打开和关闭形成在汽车车身的后端部分的开口。

一种已知的气缸支柱4设在背门1的外边缘部和汽车车身开口的内边缘部之间，该气缸支柱4被设计用来以一定的角度的推力沿开口方向偏压背门1，并且然后通过在气缸支柱4的气缸中的充气压力在背门1的完全打开位置上施加支撑力，该支撑力被设定成与背门1的重量相平衡。

另外，如图2所示，用于驱动以打开和关闭背门1的装置5包括由带有减速齿轮的电动机11驱动旋转的小齿轮6和齿条7，该齿条7与小齿轮6啮合以便使其沿着汽车车身2前、后方向驱动，并且被设计成通过带有减速齿轮的电动机11施加给小齿轮6的旋转力转换成齿条7的推力来驱动来打开和关闭背门1，并且通过连杆8把推力施加在背门1上。

根据这个结构，因为在气缸支柱4与背门1之间的旋转中心的位置偏移，气缸支柱4的推力在从完全闭合位置到一定的打开角度A之间的区域上没有作为打开背门的辅助作用力。换句话说，背门1在到达角度A的区域上主要是通过带有减速齿轮的电动机施加在小齿轮6上的扭矩来驱动打开和关闭的。

然后，当经过角度A时，气缸支柱4的推力作为背门打开辅助作用力加入，从而在扭矩(区域B)方面减轻带有减速齿轮的电动机11的负荷。当张开角持续增加时，由于背门能够仅通过气缸支柱的推力支撑，当背门1到达正好在完全打开位置之前的角位置C时，供给带有减速齿轮的电动机11的电流被中断，在带有减速齿轮的电动机11与小齿轮6之间的离合器12脱开，并且用于打开背门1的小齿轮6的驱动力的传输被断开，由此，完全打开位置的支撑力完全依靠气缸支柱4的推力。

在类似这样的结构中，在由于背门1重量的变化、铰链轴3的转动阻力的变化以及周围环境温度的变化使得相对于背门1的打开位置的支撑力变得不足的情况下，背门1就会由于其自重而自然地闭合。

为了解决类似的缺陷，在本发明中，当在角位置C上施加在小齿轮6上的驱动力的传输被断开之后会发生背门1由于其自重而闭合时，离合器12接合，并且带有减速齿轮的电动机11启动以便驱动将背门打开到预定的位置(例如，到完全打开位置)，由此防止由于背门因其自重而闭合而在货物装载和卸载工作中出现问题。

参照图3对根据本发明的控制器的操作进行描述。首先，离合器12接合，并且带有减速齿轮的电动机11被驱动来打开背门1(步骤1)，然后，背门1的张开角被监控(步骤2)，并且如果确定了背门1到达预定的角位置C，离合器12脱开，并且带有减速齿轮的电动机11停止(步骤3)。

这里，通过把基于齿条7的运动的限位开关的接触信号和用来探测小齿轮6的旋转角度和旋转方向的旋转编码器的脉冲信号输入到控制电路15来检测背门1的打开角度。

然后，对在离合器断开之后的已过时间进行计时(步骤4)，并且在预定的时间长度内确定了背门1由于其自重而闭合的发生(步骤5)。这里，如果检测到背门1没有由于其自重而闭合时，可以确定气缸支柱4产生了与背门1的重量相匹配的推力，这样控制结束。另一方面，如果在步骤5中检测到背门1在预定的时间长度内由于其自重而闭合预定量，由于有在背门1的打开位置上的支撑力不足的担心，随着离合器12的接合以及带有减速齿轮的电动机11的启动，背门1被驱动来打开预定量(例如直至背门1到达完全打开位置)(步骤6、7)。

这里，对背门1由于其自重而闭合的检测可以通过在完全打开位置处设置用来检测背门1的确实到达的限位开关或者在气缸支柱4上合适位置上设置行程变化传感器来正确地实现。

然后，在背门1打开预定量的情况下，随着离合器12继续接合，带有减速齿轮的电动机11被反转强制地驱动来关闭背门1直到背门到达其完全闭合位置(步骤8、9)。

这样，如果发生相对背门1的打开位置的支撑力不足并由此背门1不能被支撑在打开位置上时，背门1被驱动来打开一次以提供足够的时间来进行装载和卸载工作，并且以确切的方式通过强制地关闭背门1使车辆使用者了解到在打开位置上的支撑力不足。

图4示出根据本发明第二实施例的控制器。首先，如上述的第一实施例的情况，离合器12接合并且带有减速齿轮的电动机11驱动来打开背门1(步骤1)。然后，背门1的打开角度被监测(步骤2)，并且如果确定了背门1到达预定的角度位置C，离合器12脱开并且带有减速齿轮的电动机11停止(步骤3)。

然后，对在离合器断开之后的已过的时间进行计时(步骤4)，并且确定了背门1由于其自重在预定的时间长度内处于闭合(步骤5)。这里，如果检测到背门1没有由其自重而闭合时，就确定了相对于背门1的打开位置的支撑力是正常的，从而控制结束。另一方面，在步骤5中检测到背门1由于其自重在预定的时间长度内而闭合了预定量，就可以确定为这是第一次检查(步骤6)，并且如果这次核对是第一次检查，离合器12接合并且带有减速齿轮的电动机11启动以便驱动来打开背门1预定量，也就是说，例如，在角度位置C上，离合器12接合并且带有减速齿轮的电动机11在正常的时间停止(步骤7、8)。

然后，当背门1的打开角度到达预定位置C时，离合器12再次脱开，并且带有减速齿轮的电动机11停止(步骤3)。另外，一个计时器计时(步骤4)以便确定是否在预定的时间长度内发生背门因自重而闭合预定量(步骤5)。如果确定了背门没有因其自重而发生闭合时，由于可以了解到由于振动或者被风吹而发生以前的有缺陷的动作，并且相对于背门1的打开角度的支撑力被确定为是正常的，所以控制结束。

相反，如果检测到发生了背门的由于其自重并与前面的打开背门1的驱动无关的闭合时，并且如果在步骤6中确认这是第二次检查，可以确定背门1的打开位置的支撑力不足，并且离合器12接合以及带有减速齿轮的电动机11被驱动来打开背门1预定量(例如，达到完全打开位置)(步骤9、10)。

然后，如果背门1被打开预定量，该背门可能处于完全打开位置，同时离合器12保持接合，带有减速齿轮的电动机11被反转以便驱动来强制地关闭背门1直到背门1达到完全闭合位置(步骤11、12)。

从而，在确定了是否由于相对背门1的打开位置的支撑力不足或者振动或者由于被风吹而使背门1移动来闭合之后，如果确定了因为相对背门1的打开位置的支撑力不足而发生闭合，背门1被驱动来打开一次以便给出足够的时间来进行货物的装载和卸载工作，并且背门1被强制地驱动来闭合通过确切的方式使车辆使用者了解到打开位置的支撑力不足。

从而，对控制器进行如下描述，即，其被设计为用来解决这样的情况，其中离合器12正好在背门1的完全打开位置之前脱开，带有减速齿轮的电动机11停止，并且背门由于其自重的从那个位置发生闭合，实际上，可能有这样一种根据相对背门1的打开位置的支撑力的不足程度的情况，其中，背门1由于其自重的闭合不是在离合器12正好在完全打开位置之前脱开后就立即开始的，而是在背门1升高到一定程度后才开始。如果是这样发生的，在如果以从离合器12脱开的位置处沿闭合方向的移动量作为参考的情况下，就有可能造成不能确定在打开位置上的支撑力不足的危险。为了解决类似这样的缺陷，离合器12重新接合的时间可以通过一个沿闭合方向的背门移动量的绝对值来调整。这样根据控制器的结构，无论打开位置的支撑力不足的程度，都可以进行灵活的异常确定。

图5表示本发明的第三实施例。在这个控制流程图中，知道步骤8的过程都与第二实施例中描述的那些步骤相类似，所以这里省略了对它们的描述。在根据第二实施例的控制器与根据本实施例的控制器之间的区别在于步骤8之后的过程；在步骤9，离合器12接合以驱动来打开背门1，并且如果检测到那时的上升量为预定数值N1(背门打开量)时(步骤10)，带有减速齿轮的电动机11反转以驱动来关闭背门1(步骤11)。然后，如果检测下降量为大于第一预定值N1(N1＜N2)的第二预定值N2(步骤12)，流程返回到步骤9，其中，带有减速齿轮的电动机11向前旋转以便驱动来升高背门1预定值N1。这些上升和下降的动作(步骤9到12)重复进行直到背门1达到其完全闭合位置(步骤13)。

这样，在背门1的打开位置由于相对背门1的打开位置的支撑力不足而不能被支撑的情况下，不仅有足够的时间来进行货物的装载和卸载工作，而且能以确切的方式有意地强制进行背门的非正常的关闭操作使得车辆使用者了解到在背门1打开位置上的支撑力不足。

要注意的是安装在电动机上的减速齿轮的减速齿轮比可以增加从而背门即使在电动机停止之后都也保持着打开，或者被确定成这样一个程度，即，通过电动机的反电动势使背门适度地闭合，在减速齿轮比被确定为通过电动机的反电动势使背门适当地闭合的程度的情况下，当发生背门1的打开位置的支撑力出现不足时，电动机11关闭，并且离合器12继续接合，从而可以适当地关闭背门1。

如以上所作的描述，根据本发明的第一方面，当打开与闭合驱动力产生单元断开之后检测到闭合机构由于其自重而闭合时，由于打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，从而闭合机构就被驱动来打开至例如完全打开位置，并且此后，该打开与闭合驱动力产生单元被驱动来关闭闭合机构，可以在闭合机构再次升高到完全打开位置的同时完成货物的装载和卸载工作。

根据本发明的第二方面，当在打开与闭合驱动力产生单元断开之后检测到闭合机构由于其自重而闭合时，由于打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连，以便正好在到达完全打开位置之前驱动打开闭合机构，此后再次执行断开，为了那时确定是否发生闭合机构因其自重而又一次闭合，以确切的方式在如下两种情况之间进行区别，即，一种是在闭合机构通过例如风吹临时地移向关闭方向的情况，另一种是在闭合机构由于相对于闭合机构的打开位置的支撑力不足而沿闭合方向移动的情况。

根据本发明的第三方面，当在打开与闭合驱动力产生单元断开之后检测到闭合机构由于其自重而闭合时，由于打开与闭合驱动力产生单元与闭合机构相连以便驱动来打开闭合机构一定量，该一定量是随后可由其闭合机构的自重来关闭的，此后再次执行断开，为了确定是否那时发生闭合机构因其自重而又一次闭合，甚至在当打开与闭合驱动力产生单元由于相对于闭合机构的打开位置的剩余支撑力而断开时没有发生闭合机构由其自重而闭合的情况下，在相同的条件下也能完成确认。

根据本发明的第四方面，当检测到闭合机构在打开与闭合驱动力产生单元断开之后由于其自重而闭合时，或者在打开位置的支撑力被确定为不足的情况下，由于闭合机构进行了一次非正常的操作，其中，闭合机构在它稍微打开之后闭合，并且闭合机构再一次在其稍微打开后关闭，使得车辆使用者以确切的方式了解到打开位置的支撑力不足，并且此外，由于该操作可在闭合机构完全闭合之前留有更长的时间，所以可在闭合机构完全关闭的期间完成货物的装载和卸载工作。

Claims (5)

1.一种用于驱动来打开和关闭车辆闭合机构的装置，其包括：

在汽车车身与可相对汽车车身垂直向上摆动的闭合机构之间的一打开与闭合驱动力产生单元、一用来连接和断开闭合机构的驱动力传输的离合器单元以及一打开方向的偏压单元；

其特征为，该打开与闭合驱动力产生单元正好在到达该闭合机构的完全打开位置之前从该闭合机构上断开，从而该闭合机构的完全打开位置只能由该打开方向的偏压单元的偏压力来支撑。

2.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

一控制单元，其用来在该打开与闭合驱动力产生单元断开之后检测到该闭合机构由于其自重而闭合时，将该打开与闭合驱动力产生单元与该闭合机构相连以便驱动来打开闭合机构一个预定量，并且随后驱动来关闭该闭合机构。

3.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

一控制单元，其用来当打开与该闭合驱动力产生单元断开之后检测到该闭合机构由于其自重而闭合时，将打开与该闭合驱动力产生单元与该闭合机构相连以便正好在到达该闭合机构的完全打开位置之前驱动打开该闭合机构，此后，再次执行断开，然后，当再次检测到该闭合机构由于其自重而闭合时，该控制单元将该打开与闭合驱动力产生单元与该闭合机构相连，以便驱动以打开该闭合机构一个预定量，并且此后驱动来该关闭闭合机构。

4.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

一控制单元，其用来当该打开与闭合驱动力产生单元断开之后，检测到闭合机构由于其自重而闭合时将该打开与闭合驱动力产生单元与该闭合机构相连，以便驱动来将闭合机构打开一由该闭合机构的自重来闭合的打开量，此后再次执行断开，然后，当再次检测到该闭合机构由于其自重而闭合时，该控制单元将该打开与闭合驱动力产生单元与该闭合机构相连以便驱动来打开该闭合机构一预定量，并且此后驱动来关闭该闭合机构。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括：

一控制单元，其用来反复控制直到该闭合机构达到一个完全打开位置，即，当该打开与闭合驱动力产生单元断开之后检测到闭合机构由于其自重而闭合时，在该闭合机构由于其自重而闭合的闭合量达到预定量的情况下，该打开与闭合驱动力产生单元被连接到该闭合机构上以便驱动打开该闭合机构一个预定量，该预定量小于闭合机构由于其自重而闭合的闭合量，并且此后，该打开与闭合驱动力产生单元断开。

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