CN102388196A - 对机动车的调整元件进行机动化调整的驱动组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对机动车的调整元件(1)进行机动化调整的驱动组件，其中设置了至少一个具有电气的驱动马达(3)尤其直流电机的驱动装置(2)，并且设置了与所述驱动装置(2)相配而且连接到供电电压UV的驱动控制器(5)，所述驱动装置(2)不自锁地构造，因此当对调整元件(1)进行非机动化调整时，驱动马达(3)可作为发电机进行工作并且产生发电机电压UG。提出，驱动控制器(5)配备有能够因为超过极限供电电压UV而脱扣的过电压保护器(6)，此外还这样采取了布置方式，从而所述过电压保护器(6)能够此外因为在超过极限发电机电压UG的情况下对调整元件(1)进行非机动化调整而脱扣。

Description

对机动车的调整元件进行机动化调整的驱动组件
技术领域
本发明涉及按照权利要求1前序所述的对机动车内的调整元件进行机动化调整的驱动组件以及按照权利要求12所述的、机动车的调整元件组件。
“调整元件”在当前应当广泛理解。其中包括机动车的尾门、后备箱盖、发动机罩、车门尤其侧面车门、货舱底板或者类似构件。
不过，所述驱动组件主要应用于机动车内的尾门和侧面车门。其可用来在关闭方向和打开方向对相应的调整元件进行机动化调整。其中按照规则重要的是，驱动组件除了允许机动化调整操作之外，也要允许人工调整操作。在紧急情况下，例如当发生碰撞事故或者断电时，人工调整操作尤其具有意义。
背景技术
作为本发明出发点的已知驱动组件(DE 20 2005 007 155U1)配于尾门。该驱动组件配备有两个螺杆驱动机构，两者各自在一个紧凑的结构单元中具有一个驱动马达、一个带耦合器的中间传动机构以及一个螺杆螺母传动机构。在各自的结构单元中均有一个与所配尾门的重力相反作用的弹簧组件。这种已知的驱动组件还具有一个驱动控制器，其致力于对这两个驱动装置尤其两个驱动马达进行触发。这些驱动装置均不自锁地构造，从而以简单方式实现了人工操作。
可以利用这种已知的驱动组件对尺寸可观和/或者重量可观的尾门进行机动化调整，这就为此类尾门的设计开辟了新的自由度。但是随着重量增大，驱动部件失灵的风险也会随之增大。
发明内容
本发明的问题在于对这种已知的驱动组件进行适当设计和改进，从而能以简单方式提高工作可靠性。
对于按权利要求1前序所述的驱动组件来说，采用权利要求1所述的特征即可解决上述问题。
基本思路是对用于过电压保护的装置在适当的设计中加以利用，以便提高所述驱动组件的工作可靠性，所述用于过电压保护的装置在下面仅称作“过电压保护器”。
上述过电压保护器主要用来保护驱动控制器和电机免遭供电电压中电压峰值。相应地，当超过供电终端上的极限供电电压时，过电压保护器就会脱扣。该脱扣通常与相应的开关过程关联。
本发明所述的解决方案利用了以下事实：当并非以机动化方式、尤其当人工地、通过弹簧力作用或者重力作用对调整元件进行调整时，驱动马达就会作为发电机工作并且产生发电机电压。其中这样采取了布置方式，从而过电压保护器同样也能够因为在超过极限发电机电压的情况下对调整元件进行非机动化调整而脱扣。
视应用情况而定，伴随过电压保护器的脱扣动作可以产生不同的开关过程。在按照权利要求3所述的优选实施方式中，过电压保护器在脱扣状态下将驱动马达的终端相互电气连接，从而将驱动马达制动。
尤其在最后提及的变型中，有利的是，过电压保护器只在高于合乎正常运行的调整速度的情况下对调整元件进行非机动化调整时才脱扣，这是权利要求4的内容。
在按照权利要求9所述的特别优选的实施方式中，驱动控制器配备有H-电桥电路，该H-电桥电路具有两个集成式的带有过电压保护器的半桥模块。在此有利的事实在于，可以采用大量不同的标准半桥模块，从而可以针对各应用情况，尤其针对各个合乎正常运行的调整速度来对驱动控制器作出合适的设计。
按照另一种同样也有独立意义的教导，在按照权利要求12所述的一种调整元件组件中也能解决上述问题。
所提出的调整元件组件配备有机动车的调整元件尤其尾门，并且配备有本发明所述的用来对调整元件进行机动化调整的驱动组件。关于该教导的解释，可参阅涉及所述驱动组件的所有实施方式。
附图说明
以下将根据仅描绘一种实施例的附图，对本发明进行详细解释。附图所示如下：
附图1是机动车尾部的侧视图，包括一个尾门以及一个本发明所述用来对尾门进行机动化调整的驱动组件，
附图2是附图1所示驱动组件中两个驱动装置的其中一个的剖视图，
附图3是用于附图2所示驱动装置的驱动控制器的H-电桥电路示意图，
附图4是附图3所示H-电桥电路的半桥模块的电路框图。
具体实施方式
附图1所示的驱动组件可用来对机动车中的尾门1进行机动化调整。但也可以使用本说明书引文部分中所述的所有其它调整元件。所有以下关于尾门的实施方式同样也适用于这里所述的所有其它调整元件。
附图1所示的驱动组件配有两个相同的驱动装置2，这两者各自具有一个驱动马达3。驱动装置2布置在尾门开口4的两个侧面区域之中。在附图1中仅仅绘出了两个驱动装置2的其中一个。附图2所示为该驱动装置的剖视图。
以下实施方式仅仅涉及可在附图1中识别的驱动装置2，但同样也适用于其它可能存在的驱动装置。
驱动马达3适宜是直流电机，但可设想的是，也可以在这里使用交流电机。
驱动组件还配备有一个配设于驱动装置2并且通常连接到供电电压UV的驱动控制器5。这里优选的是，驱动控制器5配设于两个驱动装置2。但可设想的是，也可以给每个驱动装置2配设一个独立的驱动控制器5。
本发明所述的驱动组件能够在不需要较大的结构性花费的情况下允许人工调整尾门1，因为驱动装置2不自锁地构造。这意味着当并非以机动化方式、也就是通过弹簧力或者重力作用对尾门1进行人工调整时，驱动马达3将会跟随转动，并且作为发电机工作。驱动马达3这时就会产生相应的发电机电压UG。
首先重要的是，驱动控制器配备能因为超过极限供电电压UV而脱扣的过电压保护器6。这种过电压保护器6的实现方式早已为人所知。
但还可按照本发明所述额外这样采取布置方式，使得过电压保护器6此外还可因为超过极限发电机电压UG而脱扣。以下还将解释极限发电机电压UG的含义。
过电压保护器6脱扣首先会引起经由驱动马达3导引的驱动器电流路径在电路技术上的中断，从而保护驱动马达3和尤其有待解释的开关元件免遭有可能过高的供电电压UV。驱动器电流路径是用来给驱动马达3提供驱动功率的电流路径。在这里，可通过尚且有待解释的半导体开关元件、但也可以通过继电器或者类似器件来实行驱动器电流路径在电路技术方面的中断。
但令人感兴趣的事实是，过电压保护器6进一步优选地在脱扣状态下将驱动马达3的终端7、8相互电气连接，在此甚至是短接，从而将驱动马达3制动。
当前尤其具有意义的是驱动组件、尤其过电压保护器6的设计。过电压保护器6优选由于对尾门1进行非机动化调整而脱扣，也就是当调整速度超过合乎正常运行的调整速度时脱扣。过电压保护器6在这里优选将驱动马达3的终端7、8短接并从而保证驱动马达3紧急制动。但也可以设想的是，过电压保护器6也可在脱扣状态下仅仅发出有可能导致驱动马达反向通电6等类似情况的紧急信号。
例如当配设于驱动装置2的、本将保证在正常工作状态下保持住尾门1的弹簧组件9断裂时，调整速度就会超过合乎正常运行的调整速度。附图2所示的驱动装置2中就采用了这种弹簧组件9，其反作用于尾门1的重力。
附图2所示的驱动装置2是螺杆驱动装置，具有驱动马达3、中间传动机构10和螺杆螺母传动机构11，弹簧组件9可用来将螺杆螺母传动机构11预紧在伸出的位置之中。附图1所示为螺杆驱动装置的安装状态。
附图2中仅仅示意性表示的驱动控制器5具有H-电桥电路12，其包括两个低边开关13、14和两个高边开关15、16以用来触发驱动马达3。H-电桥电路12通常构造有两个半桥12a、12b，它们各自具有一个所述低边开关13、14和一个所述高边开关15、16。半桥12a、12b的低边开关13、14和高边开关15、16关于其开关输出端串联。驱动马达3的终端7、8与各自串联的开关副13、15；14、16的接触点相连。
这里并且优选的是，过电压保护器6在脱扣状态下连通这两个高边开关15、16并且阻断这两个低边开关13、14。但也可设想的是，相反地，在过电压保护器6的脱扣状态下连通这两个低边开关13、14并且阻断这两个高边开关15、16。
在上述两种情况下，驱动马达3被短接，并且处在制动工作中。
可设想一系列有利的实施方式来实现低边开关13、14和高边开关15、16。这里并且优选的是，将这些开关13、14、15、16设计成MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，其中低边开关13、14为N沟道MOSFET，高边开关15、16为P沟道MOSFET。开关13、14、15、16的栅极13a、14a、15a、16a与有待解释的仅在附图4中所示的逻辑单元20耦合。
现在这样采取布置方式，从而可通过其中一个半桥12a、12b的高边开关15、16和另一个半桥12a、12b的低边开关13、14的体二极管(Body-Dioden)17将发电机电压UG至少部分连接到H-电桥电路12的供电终端18、19。
体二极管17的存在对于MOSFET开关元件来说是固有的。在有待解释的附图4中将体二极管17表示为分立的元器件。
从附图3可以看出，发电机电压UG的连接到H-电桥电路12的供电终端18、19的部分可在超过极限发电机电压时导致过电压保护器6脱扣，因为这种设计就相当于超过极限供电电压UV。在此明显的是，正确设计极限发电机电压UG，就能保证只有在对尾门1进行非机动化调整时调整速度高于合乎正常运行的调整速度的情况下，才会使得过电压保护器6脱扣。
将H-电桥电路12的两个半桥12a、12b分别设计成集成的半桥模块，并且这两个半桥模块分别配备有独立的过电压保护器6，如此就能使用标准元器件以低廉成本实现本发明所述的驱动控制器5。在此，“集成”表示所述半桥模块均为集成电路。附图4所示为这种半桥模块的基本构造。
附图4所示的半桥模块配备有用来触发低边开关13和高边开关15的逻辑单元20。其中，这两个半桥模块12a、12b的过电压保护器6各自有与逻辑单元20相连的、用来检测供电电压UV超过极限供电电压这一情况的检测单元21。
令人感兴趣的是，附图所示的优选实施例还有一种电路技术方面的着眼点，即驱动马达3与这两个半桥12a、12b永久相连，无法以任何形式将驱动马达3与半桥12a、12b分开。这源自于本发明所述的设计方案，如前所述，即使对尾门1进行非机动化调整时，也可将发电机电压UG转接到供电终端18、19。
已经指出了附图所示的优选实施方式中有两个驱动装置2。驱动控制器5为触发这两个驱动装置2的驱动马达3而各自具有带有过电压保护器6的H-电桥电路12，H-电桥电路12的各自对应的供电终端18、19互连。“对应”表示用于供电电位的终端18和用于接地电位的终端19分别互连。
上述将H-电桥电路12的对应的供电终端18、19互连的好处在于，只要其中一个驱动马达3达到发电机电压UG，即可使得两个H-电桥电路2的过电压保护器6脱扣。这样就能实现尾门1的可靠以及首当其冲的是快速的制动。
如上所述，两个H-电桥电路12优选分别从两个半桥模块与过电压保护器互连。
本发明所述的解决方案可以应用于机动车的所有可能的调整元件1。所述调整元件1适宜是机动车的尾门、后备箱盖、发动机罩、门尤其侧门、或者货舱底板。
按照另一种同样也有独立意义的教导提出了机动车的调整元件组件，其包括调整元件1尤其尾门1，并且包括以上所述、按本发明的用来对调整元件1进行机动化调整的驱动组件。可以全面参考以上关于本发明所述驱动组件的实施方式。
按照特别优选的实施方式，如上所述这样采取布置方式，使得过电压保护器6仅在高于合乎正常运行的调整速度的情况下对调整元件1进行非机动化调整时脱扣。
进一步优选的是，调整元件1可以通过重力和/或者弹簧力自动调整，其中这样采取布置方式，从而过电压保护器6能够由于所述自动调整并由于在此由驱动马达3所产生的发电机电压UG而脱扣。这意味着极限发电机电压UG恰好能够被选择成可在调整元件1自动调整时例如当调整元件1尤其是尾门1落下时克服极限发电机电压UG。
采用上述两种独立的技术原理，就能以可设想的简单方式，以超过合乎正常运行的速度对调整元件1进行人工和/或者自动调整。采用上述的、过电压保护器6的双重用途可将开关技术和软件技术方面的耗费最小化。尤其突出的是，即使当驱动控制器5没有供电或者没有激活时，本发明所述的制动工作也能完全正常发挥作用。

Claims (14)

1.对机动车的调整元件(1)进行机动化调整的驱动组件，其中设置了至少一个具有电气的驱动马达(3)尤其直流电机的驱动装置(2)，并且设置了与所述驱动装置(2)相配而且连接到供电电压UV的驱动控制器(5)，其中所述驱动装置(2)不自锁地构造，因此当对所述调整元件(1)进行非机动化调整时，所述驱动马达(3)作为发电机进行工作并且产生发电机电压UG，其特征在于，所述驱动控制器(5)配备有能够因为超过极限供电电压UV而脱扣的过电压保护器(6)，此外还这样采取布置方式，从而所述过电压保护器(6)能够此外因为在超过极限发电机电压UG的情况下对所述调整元件(1)进行非机动化调整而脱扣。
2.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述过电压保护器(6)在脱扣状态下在电路技术方面中断经由所述驱动马达(3)导引的驱动器电流路径。
3.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其特征在于，所述过电压保护器(6)在脱扣状态下将所述驱动马达(3)的终端(7，8)电气地彼此耦合尤其短接并从而将所述驱动马达(3)制动。
4.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，这样采取布置方式，从而只有当调整速度高于合乎正常运行的调整速度时，所述过电压保护器(6)才能够因为对所述调整元件(1)进行非机动化调整而脱扣。
5.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述驱动控制器(5)具有带有两个低边开关(13，14)和两个高边开关(15，16)的H-电桥电路(12)以用来触发所述驱动马达(3)，优选的是，所述H-电桥电路(12)具有两个半桥(12a，12b)，所述半桥各自具有一个所述低边开关(13，14)和一个所述高端开关(15，16)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述过电压保护器(6)在脱扣状态下连通这两个高边开关(15，16)并且阻断这两个低边开关(13，14)，或者，所述过电压保护器(6)在脱扣状态下连通这两个低边开关(13，14)并且阻断这两个高边开关(15，16)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述低边开关(13，14)和所述高边开关(15，16)设计成MOSFET，并且这样采取布置方式，从而通过其中一个半桥(12a、12b)的高边开关(15、16)和另一个半桥(12a、12b)的低边开关(13、14)的体二极管(17)能够将所述发电机电压UG至少部分地连接到所述H-电桥电路(12)的供电终端(18、19)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述发电机电压UG的连接到所述供电终端(18，19)的部分能够在超过极限发电机电压UG时导致所述过电压保护器(6)脱扣。
9.根据权利要求5并且视情况根据权利要求6至8中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述H-电桥电路(12)的两个半桥(12a，12b)分别设计成集成的半桥模块，并且这两个半桥模块分别配备有独立的过电压保护器(6)，优选的是，这两个半桥模块各自具有用来触发低边开关(13)和高边开关(15)的逻辑单元(20)，进一步优选的是，这两个半桥模块的过电压保护器(6)各自具有与所述逻辑单元(20)相连的用来检测所述供电电压UV超过极限供电电压这一情况的检测单元(21)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，设置了两个驱动装置(2)，所述驱动控制器(5)为了触发所述驱动装置(2)的驱动马达(3)而各自具有一个带有过电压保护器(6)的H-电桥电路(12)，并且所述H-电桥电路(12)的各自对应的供电终端(18，19)连。
11.根据上述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述调整元件(1)设计成机动车的尾门、后备箱盖、发动机罩、门尤其侧门、或者货舱底板。
12.机动车的调整元件组件，具有调整元件(1)尤其尾门(1)并且具有按上述权利要求中任一项所述的对所述调整元件(1)进行机动化调整的驱动组件。
13.根据权利12所述的调整元件组件，其特征在于，这样采取布置方式，从而只有当调整速度高于合乎正常运行的调整速度时，所述过电压保护器(6)才会因为对调整元件(1)进行非机动化调整而脱扣。
14.根据权利要求12或13所述的调整元件组件，其特征在于，所述调整元件(1)能够通过重力和/或弹簧力自动调整，并且这样采取布置方式，从而所述过电压保护器(6)能够通过所述自动调整并通过在此由驱动马达(3)产生的发电机电压UG而脱扣。
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