專利名稱：一種車門電動(dòng)助力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種車門電動(dòng)助力裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和人們的消費(fèi)水平的不斷提高，在我國的汽車保有量急劇增長，使得我國成為一個(gè)汽車消費(fèi)大國。汽車作為一種便捷的交通工具，給人們的生活帶來了極大的便利。車門是與汽車使用者關(guān)系最為密切的汽車部件之一，其開啟和關(guān)閉的操作力和操作感覺直接影響汽車使用者對(duì)該汽車的品質(zhì)的印象。普通車門與車身通過鉸鏈和限位器連接，沒有助力裝置，其開啟和關(guān)閉的操作力和操作感覺直接取決于鉸鏈和限位器的參數(shù)設(shè)定，且無法變化。為此有人設(shè)計(jì)了車門開啟或關(guān)閉的助力裝置。中國專利文獻(xiàn)“車門關(guān)閉助力裝置”，申請(qǐng)?zhí)?01020691756. 2，公告號(hào)CN201943497，公開了一種車門助力裝置，該裝置包括用于吸引車門的至少一個(gè)電磁鐵，其設(shè)置在車體門框內(nèi)；用于給所述至少一個(gè)電磁鐵供電的電源；以及用于根據(jù)車門的位置接通或斷開所述電源給所述至少一個(gè)電磁鐵的供電的控制裝置。該技術(shù)方案通過給電磁鐵供電產(chǎn)生磁吸力吸引車門從而解決了關(guān)閉車門時(shí)缺少助力的問題，但是并沒有解決在車門開啟時(shí)缺少助力的問題。中國專利文獻(xiàn)“一種轎車開門助力器”，申請(qǐng)?zhí)?01020500079. 1，公告號(hào)CN201778595，公開了另一種車門助力裝置，該助力器包括套筒、推桿、彈簧和卡扣四部分，其特征是在套筒內(nèi)安裝有彈簧，所述彈簧的一端固定與套筒底部，所述彈簧的另一端抵壓推桿，所述推桿活動(dòng)地插放在套筒內(nèi)，所述推桿通過卡扣鎖緊在套筒上。該技術(shù)方案通過開啟車門時(shí)，拉動(dòng)卡扣解鎖推桿，再扳動(dòng)車門閂扣，此時(shí)車門在彈簧力作用下，通過推桿抵壓門柱便可以克服車門在鉸鏈上產(chǎn)生的摩擦力和車門重量在傾斜角度上產(chǎn)生的分力，自動(dòng)打開。該技術(shù)方案雖然解決了轎車車門開啟式缺少助力的問題，但是其又產(chǎn)生了一個(gè)問題，即在車門關(guān)閉時(shí)需要額外克服彈簧的彈力才可以關(guān)閉，增加了車門關(guān)閉的難度，尤其在下坡路況下，使得車門的關(guān)閉變得更加困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種車門電動(dòng)助力裝置，該車門電動(dòng)助力裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車門開啟或關(guān)閉的智能化助力，改善汽車使用者的操作體驗(yàn)，提升汽車的品質(zhì)。本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種車門電動(dòng)助力裝置，車輛包括車門和車門外圍的門框，其特征在于，本車門電動(dòng)助力裝置包括用于檢測電機(jī)相位的檢測元件、用于根據(jù)檢測元件的檢測結(jié)果來判斷車門的開啟/關(guān)閉狀態(tài)并輸出相應(yīng)控制指令的電機(jī)控制器、用于根據(jù)電機(jī)控制器輸出的控制指令執(zhí)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)和用于將伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為車門開啟或關(guān)閉的助力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測元件設(shè)置在伺服電機(jī)內(nèi)且通過導(dǎo)線連接到電機(jī)控制器的信號(hào)輸入端，所述電機(jī)控制器的信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與伺服電機(jī)連接，所述伺服電機(jī)通過支架固定在車門框上，所述伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述車門連接。本車門電動(dòng)助力裝置原理如下檢測元件檢測與車門之間通過齒輪嚙合連接的伺服電機(jī)的相位的變化并發(fā)送給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器根據(jù)伺服電機(jī)的相位變化分析判斷車門當(dāng)前所處的狀態(tài)，然后輸出控制指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)車門的開啟/關(guān)閉進(jìn)行助力。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述電機(jī)控制器包括用于接收所述檢測元件發(fā)送的信號(hào)并輸出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器、用于安裝控制芯片和驅(qū)動(dòng)器的控制盒。將控制芯片和驅(qū)動(dòng)器集成在控制盒內(nèi)，使得電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)更加緊湊。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述檢測元件為設(shè)置在所述伺服電機(jī)內(nèi)的增量式編碼器。增量式編碼器需要在設(shè)置時(shí)與伺服電機(jī)的相對(duì)位置進(jìn)行對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)相位對(duì)齊。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述檢測元件為設(shè)置在所述伺服電機(jī)內(nèi)的絕對(duì)式編碼器。絕對(duì)式編碼器能夠以任意初始角度直接安裝在伺服電機(jī)上，且無需精細(xì)，甚至簡單的調(diào)整過程，操作簡單，工藝性好。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括固連在所述伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸的前端部且隨動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪，以及固定設(shè)置在車門內(nèi)側(cè)并與所述齒輪相嚙合的內(nèi)齒圈。通過伺服電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，繼而通過齒圈與齒輪的嚙合將車門向內(nèi)拉或向外推，從而對(duì)車門的開啟或關(guān)閉進(jìn)行電動(dòng)助力。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述內(nèi)齒圈呈半圓環(huán)狀，一端為固定端固定在所述車門內(nèi)側(cè)，另一端為與齒輪嚙合的自由端。由于內(nèi)齒圈呈半圓環(huán)狀，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒圈的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形，這樣就可以拉動(dòng)車門繞車門軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在上述的車門電動(dòng)助力裝置中，所述控制芯片的信號(hào)輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并將采集結(jié)果發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，所述的重力傳感器集成在電機(jī)控制器中。通過重力傳感器采集車輛當(dāng)前的傾斜角度，使控制芯片能夠計(jì)算出的所需助力更加精確?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本車門電動(dòng)助力裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)通過檢測元件采集伺服電機(jī)的相位變化再發(fā)送給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器通過分析伺服電機(jī)的相位變化獲得車門的開啟/關(guān)閉狀態(tài)，然后電機(jī)控制器輸出控制指令驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)動(dòng)力輸出軸通過齒輪帶動(dòng)固定在車門上的齒圈將車門往外退或者往內(nèi)拉，實(shí)現(xiàn)車門開啟或關(guān)閉的電動(dòng)助力。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中車門開啟狀態(tài)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理示意圖。圖中，1、車門；2、門框；3、伺服電機(jī)；4、支架；5、電機(jī)控制器；6、齒輪；7、內(nèi)齒圈。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1、圖2所示，本車門電動(dòng)助力裝置設(shè)置在車輛車門I及門框2上，包括伺服電機(jī)3、支架4、電機(jī)控制器5、齒輪6、內(nèi)齒圈7,支架4的一端通過螺釘固定在車輛的門框2位于車內(nèi)一側(cè)上，另一端與電機(jī)固定連接，在實(shí)際操作中，也可以將伺服電機(jī)3焊接在支架4上，同時(shí)將支架4焊接在門框2上；伺服電機(jī)3通過導(dǎo)線與電機(jī)控制器5連接；電機(jī)控制器5通過螺釘固定在門框2上，實(shí)際上電機(jī)控制器5也可以通過焊接固定在門框2上；齒輪6固連在伺服電機(jī)3的動(dòng)力輸出軸的前端部，內(nèi)齒圈7通過焊接固定在車門I位于車內(nèi)一側(cè)，且齒輪6與內(nèi)齒圈7相嚙合，需要說明的是內(nèi)齒圈7呈半圓環(huán)狀，一端為固定端，該固定端通過焊接固定在所述車門I位于車內(nèi)一側(cè)，另一端為自由端，與齒輪6嚙合。更具體的說，電機(jī)控制器5包括控制芯片、驅(qū)動(dòng)器和用于容納控制芯片和驅(qū)動(dòng)器的控制盒，控制芯片的信號(hào)輸入端通過導(dǎo)線連接有檢測元件，該檢測元件一般采用設(shè)置在伺服電機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)編碼器或者采用絕對(duì)式編碼器；控制芯片的信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與伺服電機(jī)3連接；控制盒通過焊接或者螺釘固定在門框2位于車內(nèi)一側(cè)。此外，作為優(yōu)選方案，控制芯片的信號(hào)輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，該重力傳感器可以集成在電機(jī)控制器內(nèi)，通過采集車輛的當(dāng)前姿態(tài)信息并反饋給控制控制芯片，控制芯片可以通過當(dāng)前車輛姿態(tài)信息計(jì)算出開啟或關(guān)閉車門I的最佳助力大小，使車輛的使用者不管在什么坡度的路面上開啟或關(guān)閉車門I時(shí)都能夠使用合適的操作力完成車門I的開啟或關(guān)閉，獲得良好的操作體驗(yàn)。如圖3所示，本車門電動(dòng)助力裝置的電路結(jié)構(gòu)包括重力傳感器、控制器、驅(qū)動(dòng)器、反饋元件和伺服電機(jī)，由車載電池供電，重力傳感器與檢測元件均分別與控制芯片的信號(hào)輸入端連接，控制芯片的信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸出端與伺服電機(jī)連接，車載電池分別與控制芯片和驅(qū)動(dòng)器連接并為控制器和驅(qū)動(dòng)器供電。本車門電動(dòng)助力裝置的具體工作過程為電源接通后，檢測元件檢測電機(jī)的相位信息，并將該相位信息輸送給控制器；同時(shí)重力傳感器檢測由于重力引起的加速度進(jìn)而計(jì)算出此時(shí)車輛相對(duì)于水平面的傾斜角度并將該傾斜角度值輸送給控制芯片；控制芯片根據(jù)接收的相位信息判斷車門的位置，同時(shí)接收重力傳感器發(fā)送的車輛的傾斜角度值判斷車輛是處于上坡或者下坡狀態(tài)，計(jì)算出車輛在此刻狀態(tài)下開啟或關(guān)閉車門所需要的助力大小并輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)器根據(jù)接收的控制信號(hào)調(diào)節(jié)輸出給伺服電機(jī)電流的方向和大小，從而驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大?。凰欧姍C(jī)通過位于動(dòng)力輸出軸前端部的齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒圈運(yùn)動(dòng)，從而將車門往內(nèi)拉或者向外推，實(shí)現(xiàn)車門的電動(dòng)助力。其中需要說明的是，無論在伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度后(例如當(dāng)車門打開至最大角度和車門剛好關(guān)閉時(shí))，控制芯片將控制驅(qū)動(dòng)器停止對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車門的定位。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種車門電動(dòng)助力裝置，車輛包括車門(I)和車門(I)外圍的門框(2)，其特征在于，本車門電動(dòng)助力裝置包括用于檢測伺服電機(jī)(3)相位的檢測元件、用于根據(jù)檢測元件的檢測結(jié)果來判斷車門(I)的開啟/關(guān)閉狀態(tài)并輸出相應(yīng)控制指令的電機(jī)控制器(5)、用于根據(jù)電機(jī)控制器(5)輸出的控制指令執(zhí)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)(3)和用于將伺服電機(jī)(3)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為車門(I)開啟/關(guān)閉的助力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測元件設(shè)置在伺服電機(jī)(3)內(nèi)且通過導(dǎo)線連接到電機(jī)控制器(5)的信號(hào)輸入端，所述電機(jī)控制器(5)的信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與伺服電機(jī)(3)連接，所述伺服電機(jī)(3)通過支架(4)固定在門框(2)上，所述伺服電機(jī)(3)的動(dòng)力輸出軸與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述車門(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述電機(jī)控制器(5)包括用于接收所述檢測元件發(fā)送的信號(hào)并輸出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器、用于安裝控制芯片和驅(qū)動(dòng)器的控制盒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述檢測元件為設(shè)置在所述伺服電機(jī)(3)內(nèi)的增量式編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述檢測元件為設(shè)置在所述伺服電機(jī)(3)內(nèi)的絕對(duì)式編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括固連在所述伺服電機(jī)(3)的動(dòng)力輸出軸的前端部且隨動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪(6)，以及固定設(shè)置在車門(I)內(nèi)側(cè)并與所述齒輪(6)相嚙合的內(nèi)齒圈(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述內(nèi)齒圈(7)呈半圓環(huán)狀，一端為固定端固定在所述車門(I)內(nèi)側(cè)，另一端為與齒輪(6)哨合的自由端。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車門電動(dòng)助力裝置，其特征在于，所述控制芯片的信號(hào)輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并將采集結(jié)果發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，所述的重力傳感器集成在電機(jī)控制器(5)中。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種車門電動(dòng)助力裝置，屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的技術(shù)中車門助力裝置功能單一且實(shí)際效果不夠好的問題。車輛包括車門以及在側(cè)門外圍的門框，本車門電動(dòng)助力裝置包括用于對(duì)車門開啟或關(guān)閉進(jìn)行助力的伺服電機(jī)、用于固定伺服電機(jī)的支架、用于通過檢測伺服電機(jī)相位變化判斷車門的開啟或關(guān)閉并控制所述伺服電機(jī)對(duì)車門的開啟或關(guān)閉進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)助力的控制裝置以及用于給整個(gè)助力裝置供電的電源；伺服電機(jī)通過支架固定在門框位于車內(nèi)一側(cè)，控制裝置固定在門框位于車內(nèi)一側(cè)，伺服電機(jī)通過導(dǎo)線與控制裝置連接。本車門電動(dòng)助力裝置能夠?qū)崿F(xiàn)車門開啟或關(guān)閉均提供助力，為乘客進(jìn)出車門提供了方便。
文檔編號(hào)E05F15/12GK202899881SQ20122056841
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者楊小輝, 張勇強(qiáng), 戴禮強(qiáng), 鄒凌華, 吳成明, 趙福全 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司