CN103437629B - 一种汽车车门开合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车车门开合装置，包括ECU、动力组件以及连接在动力组件与车门之间的用于开合车门的传动组件，ECU与动力组件连接。与现有技术相比，本车门开合装置通过控制系统控制动力组件，动力组件产生的动力经传动组件驱动四个车门自动开合，从而能够为驾驶员和乘客提供便利；或者夏天时，暴晒后车内温度很高时，可以提前开门通风；而且在驾驶员或乘客不方便手动开启或者远距离开启车门时，可进行遥控开启；本车门开合装置结构简单，制造成本低。<!--1-->

Description

一种汽车车门开合装置

技术领域

本发明涉及一种汽车车门开合装置。

背景技术

车门是汽车上一个重要的零部件，一般由门体、车门附件和内饰盖板三部分组成。车门的开合便利性、密封性和防撞性能直接影响整车的安全性和舒适性。

传统顺开式车门开合需手动，设计不新颖。随着科技的发展，已不能满足人们对车辆科技感的要求。

为此各种新型车门应运而生，像剪刀门、鸥翼门等，以及像上掀式、折叠式、对开式等等。它们设计新颖、开启方式独特，提升了车辆科技感。

但是它们大多造价昂贵、制造难度大、维修费用很高，有的设计甚至影响到了车身结构，具有安全隐患。目前这些设计只存在于那些追求个性的汽车中，推广难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、制造简单的汽车车门开合装置，以实现车门的全自动开合。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车车门开合装置，包括ECU、动力组件以及连接在动力组件与车门之间的用于开合车门的传动组件，ECU与动力组件连接。

所述传动组件包括与所述动力组件连接的主轴和与所述车门连接的限位杆，主轴通过齿轮传动机构与限位杆连接，主轴与齿轮传动机构之间通过同步器相连接。

所述限位杆的一端与所述车门活动连接，另一端固定设有与所述齿轮传动机构输出端的动力齿轮啮合连接的从动齿轮。

所述齿轮传动机构包括与所述主轴连接的圆柱齿轮机构和与圆柱齿轮机构连接的锥齿轮机构，该锥齿轮机构末端的从动锥齿轮与所述动力齿轮通过齿轮轴连接。

所述动力组件包括电动机和齿轮减速机构，电动机通过该齿轮减速机构与所述主轴连接，电动机与所述ECU连接。

本汽车车门开合装置还包括与所述ECU连接的液压控制系统，液压控制系统包括单向定量液压泵、用于驱动所述同步器的驱动组件、用于车门解锁的解锁组件和用于检测车门开合状态的检测装置。

所述驱动组件包括与所述同步器的接合套连接的活塞缸，活塞缸由与所述ECU连接的换向阀控制。

所述解锁组件包括设在所述车门上与车门锁拉杆连接的活塞缸，活塞缸由与所述ECU连接的换向阀控制。

所述检测装置包括设在所述限位杆上的限位杆传感器、位于所述车门锁拉杆行进路线中的车门锁传感器和设在所述车门上的车门传感器，限位杆传感器、车门传感器和车门锁传感器与所述ECU连接，将检测的信号传递至ECU。

本汽车车门开合装置还包括遥控器，所述ECU接收遥控器发射的信号。

所述遥控器、车门锁传感器、限位杆传感器和车门传感器接入ECU的输入端。ECU通过接收信号，进行处理，直接控制换向阀的换向动作，间接地控制开关门操作。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本车门开合装置通过控制系统控制动力组件，动力组件产生的动力经传动组件驱动四个车门自动开合，从而能够为驾驶员和乘客提供便利；或者夏天时，暴晒后车内温度很高时，可以提前开门通风；而且在驾驶员或乘客不方便手动开启或者远距离开启车门时，可进行遥控开启；本车门开合装置结构简单，制造成本低。

附图说明

图1为本发明车门开合装置的工作原理图；

图2为本发明车门开合装置的结构示意图；

图3为本发明车门开合装置的液压控制系统的原理示意图；

图4为本发明车门开合装置的控制原理图；

上述图中的标记均为：1、汽车支撑柱；2、动力齿轮；3、限位杆；4、限位杆传感器；5、铰链；6、车门；7、车门传感器；8、电动机；9、一级减速主动齿轮；10、一级减速从动齿轮；11、第一圆锥齿轮；12、第二圆锥齿轮；13、第二锥齿轮轴；14、第四圆锥齿轮；15、左前门限位杆；16、第三锥齿轮轴；17、第三圆锥齿轮；18、第一锥齿轮轴；19、左前门二级减速从动齿轮；20、左前门二级减速主动齿轮；21、锁环；22、花键毂；23、右前门二级减速主动齿轮；24、右前门限位杆；25、液压控制系统；26、接合套；27、主轴；28、车门锁传感器；29、车门锁拉杆；30、第四活塞缸；31、第三活塞缸；32、第二活塞缸；33、第一活塞缸；34、遥控器；35、报警灯；36、ECU；37、单向定量液压泵。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示为本发明的一种汽车车门开合装置，车门6是通过铰链5安装在汽车支撑柱1上，车门6一般包括乘用车4个车门，汽车支撑柱1指的是A柱和B柱。为了使车门6能够自动开合，本车门开合装置包括ECU36、动力组件以及连接在动力组件与车门6之间的用于开合车门的传动组件，ECU36与动力组件连接，ECU36为控制单元，动力组件为整个装置提供动力，在ECU36的控制下，动力组件产生的动力经传动组件传递至车门6，推动车门6自动开启，或者拉动车门6进行闭合。

具体地说，传动组件包括与动力组件连接的主轴27和与车门6连接的限位杆3。主轴27横向支撑在汽车相应位置上，主轴27通过齿轮传动机构与限位杆3连接，主轴27与齿轮传动机构之间通过同步器相连接，该同步器为锁环式惯性同步器，主要由固定在主轴27上的花键毂22、锁环21和接合套26构成，同步器由驱动组件驱动进行动作，实现主轴27与齿轮传动机构的结合和分离，同步器控制动力的中断和传递，驱动组件与ECU36连接，受ECU36的控制。主轴27不工作时为空转。

动力组件包括电动机8和齿轮减速机构。该齿轮减速机构为一级减速机构，包括常啮合的一级减速主动齿轮9和一级减速从动齿轮10，一级减速主动齿轮9固定安装在电动机8的输出轴上，一级减速从动齿轮10固定安装在主轴27上。电动机8安装在汽车上，通过该齿轮减速机构与主轴27连接，电动机8与ECU36连接，受ECU36的控制。

传动组件的齿轮传动机构包括与主轴27连接的圆柱齿轮机构和与圆柱齿轮机构连接的锥齿轮机构，圆柱齿轮机构作为二级减速机构。下面以左前门和右前门为例，对本装置进行详细地说明。如图2所示，在I中，根据驱动的车门为左前门和右前门，圆柱齿轮机构分为左前门二级减速机构和右前门二级减速机构，左前门二级减速机构包括常啮合的左前门二级减速主动齿轮20和左前门二级减速从动齿轮19，右前门二级减速机构包括常啮合的右前门二级减速主动齿轮23和右前门二级减速从动齿轮。左前门二级减速主动齿轮20空套在主轴27上，与右侧的同步器的接合套26固定连接，左前门二级减速从动齿轮19通过两个锥齿轮机构与动力齿轮2连接，这两个锥齿轮机构包括第一圆锥齿轮11、第二圆锥齿轮12、第三圆锥齿轮17和第四圆锥齿轮14，第一圆锥齿轮11和第二圆锥齿轮12相啮合，第三圆锥齿轮17和第四圆锥齿轮14相啮合，左前门二级减速从动齿轮19与第一圆锥齿轮11同轴安装在第一锥齿轮轴18上，第二圆锥齿轮12和第三圆锥齿轮17同轴固定在第二锥齿轮轴13上，第二锥齿轮轴13通过齿轮机构连接主轴27和动力齿轮2，第二锥齿轮轴13与主轴27垂直放在主轴27与汽车支撑柱1之间，将主轴27动力传递至动力齿轮2，第四圆锥齿轮14通过一个同轴安装的动力齿轮2与左前门上的左前门限位杆15连接，最终将动力传递至左前门，第四圆锥齿轮14和动力齿轮2同轴固定在第三锥齿轮轴16上，第一锥齿轮轴18与第三锥齿轮轴16相垂直，第一锥齿轮轴18与第二锥齿轮轴13在同一平面内。右前门二级减速机构的结构与左前门二级减速机构的结构相同，右前门二级减速主动齿轮23空套在主轴27上，与另一个同步器的接合套26固定连接，右前门二级减速从动齿轮与另一个锥齿轮机构连接，右前门二级减速从动齿轮与该锥齿轮机构的主动锥齿轮同轴安装在齿轮轴上，该锥齿轮机构的从动锥齿轮通过另一个同轴安装的动力齿轮与右前门上的右前门限位杆24连接，最终将动力传递至右前门。

限位杆3的一端与车门6活动连接，在车门6上设有沿水平方向延伸的直线导槽，限位杆3的端部铰接有滑块，滑块位于直线导槽中沿直线导槽移动。限位杆3的另一端固定设有与齿轮传动机构输出端的动力齿轮2常啮合的从动齿轮，该动力齿轮2与传动组件的锥齿轮机构的从动锥齿轮同轴安装在同一齿轮轴上，限位杆3摆动，通过滑块在直线导槽中的移动，从而能够带动车门6摆动。两个动力齿轮2分别位于车身两侧的A柱内部，左前门限位杆15和右前门限位杆24端部的从动齿轮也分别安装在车身两侧的A柱内部。

在I中，同步器在主轴27上设有两个，分别与左前门二级减速机构和右前门二级减速机构连接。

本汽车车门开合装置还包括与ECU36连接的液压控制系统25，液压控制系统25包括单向定量液压泵37、用于驱动同步器的驱动组件、用于车门6解锁的解锁组件和用于检测车门6开合状态的检测装置。

同步器的驱动组件包括与接合套26连接的两个活塞缸，分别为第一活塞缸33和第三活塞缸31，第一活塞缸33与右前门二级减速机构配合的同步器的接合套26连接，第三活塞缸31与左前门二级减速机构配合的同步器的接合套26连接。两个活塞缸位于液压回路中，由与ECU36连接的换向阀控制，换向阀为电磁阀，单向定量液压泵37为整个液压回路供油。

解锁组件包括设在车门6上与车门锁拉杆连接的两个活塞缸，分别布置在左前门和右前门上，两个活塞缸分别为与两个车门锁拉杆29连接的第二活塞缸32和第四活塞缸30，两个活塞缸位于液压回路中，由与ECU36连接的换向阀控制，换向阀也为电磁阀。第二活塞缸32固定安装在右前门内，与右前门的车门锁拉杆29平行设置。第四活塞缸30固定安装在左前门内，与左前门的车门锁拉杆29平行设置。需要开启前车门时，在ECU36的控制下，首先第二活塞缸32或第四活塞缸30的活塞杆带动车门锁拉杆29移动，车门锁拉杆29与车门锁固定连接，拉动即可解锁，原理与拉动车门把手使车门解锁相同。将左前门或右前门首先解锁，然后才能通过限位杆3开启相应的车门。

如图3所示，第二活塞缸32和第四活塞缸30上的换向阀的左侧为差动连接，第一活塞缸33和第二活塞缸32且为常泄压状态，第三活塞缸31和第四活塞缸30且为常泄压状态。四个活塞缸均为油缸，在整个液压回路中，四个活塞缸上的换向阀与单向定量液压泵37连接，液压回路中并设有溢流阀。

检测装置包括设在限位杆3上的限位杆传感器4、位于车门锁拉杆29行进路线中的车门锁传感器28和设在车门6相应位置的车门传感器7，车门6有四个，则对应的车门锁传感器28和车门传感器7各为四个，限位杆传感器4为八个。限位杆传感器4检测限位杆3端部从动齿轮与动力齿轮的啮合位置，车门锁传感器28用于检测车门锁拉杆29的位置，车门传感器7用于检测车门6开启或关闭时运行轨迹内是否有障碍物。限位杆传感器4、车门锁传感器28和车门传感器7均与ECU36连接，将检测的信号传递至ECU36。

检测装置还包括与ECU36连接的报警灯35，在车门6开合时，车门传感器7若检测到车门6运行轨迹内有障碍物，则报警灯35亮起，信号终止，车门6停止动作，若车门传感器7检测无障碍物，则车门6按既定轨迹运行。

限位杆传感器4在各限位杆3上设有两个。如图1和图2所示，两个左前门的限位杆传感器4设在左前门限位杆15端部从动齿轮上，且分别位于从动齿轮在开启左前门和关闭左前门时啮合转动的两个终点位置处，当左前门完全开启，动力齿轮2和从动齿轮啮合至开启终点的限位杆传感器4位置处，当左前门完全关闭，动力齿轮2和从动齿轮啮合至关闭终点的限位杆传感器4位置处。右前门的限位杆传感器4设在右前门限位杆24端部从动齿轮上，且位于从动齿轮在开启右前门和关闭右前门时啮合转动的两个终点位置处，当右前门完全开启，动力齿轮和从动齿轮啮合至开启终点的限位杆传感器4位置处；当右前门完全关闭，动力齿轮2和从动齿轮啮合至关闭终点的限位杆传感器4位置处。左前门和右前门的限位杆传感器4并分别将左前门和右前门开启和关闭的信号传递至ECU36，由ECU36控制同步器驱动组件推动接合套26脱离，中断动力传递。

左前门的车门锁传感器28位于第四活塞缸30行程的终点位置处，在左前门解锁时，第四活塞缸30带动左前门的车门锁拉杆29向前运动，完成左前门的解锁，直至触碰左前门车门锁传感器28，左前门车门锁传感器28将信号传递至ECU36，ECU36控制换向阀使第四活塞缸30泄压。右前门的车门锁传感器28位于第二活塞缸32行程的终点位置处，在右前门解锁时，第二活塞缸32带动右前门车门锁拉杆29向前运动，直至触碰右前门车门锁传感器28，车门锁传感器28将信号传递至ECU36，ECU36控制换向阀时第二活塞缸32泄压，完成右前门的解锁。

图2中，主轴27延伸至II部分，II为本汽车车门开合装置控制左后门和右后门部分。在II中，汽车左后门和右后门的控制系统、动力组件以及连接在动力组件与车门之间的用于开合车门的传动组件均与I相同，II与I原理相同。

本汽车车门开合装置包括遥控器34，以实现远程遥控开合，相应的ECU36用于接收遥控器34发射的信号。遥控器34、限位杆传感器4、车门锁传感器28和车门传感器7均接入ECU36的输入端，电动机8和换向阀均接在ECU36的输出端，控制换向阀的换向机能和电动机8的正反转，从而间接地控制车门6的开合。

本汽车车门开合装置的工作原理如下：

当旋转遥控左前门开启时，遥控器34发射信号给ECU36，左前门车门传感器7开始工作，开始检测车门开启轨迹内是否有障碍物，若有障碍物报警灯35亮起，信号终止。若无障碍物则ECU36为电动机8提供正转电压，电动机8提供动力带动主轴27旋转，第三活塞缸31、第四活塞缸30增压，第四活塞缸30推动左前门的车门锁拉杆29，左前门解锁，左前门车门锁拉杆29向前运动触碰左前门的车门锁传感器28，第四活塞缸30泄压。第三活塞缸31推动同步器的接合套26，使左前门二级减速主动齿轮20与主轴27同步旋转，动力齿轮与左前门限位杆3端部的从动齿轮啮合转动，左前门开启，直至动力齿轮转动至左前门限位杆传感器4位置处，第三活塞缸31泄压，推动同步器脱离工作，工作停止，左前门完成开启。

当旋转遥控左前门关闭时，遥控器34发射信号给ECU36，左前门车门传感器7开始工作，开始检测车门关闭轨迹内是否有障碍物，若有障碍物报警灯35亮起，信号终止。若无障碍物则ECU36为电动机8提供反转电压，电动机8提供动力带动主轴27旋转，在ECU36的控制下，第三活塞缸31增压，第三活塞缸31推动同步器的接合套26，使左前门二级减速主动齿轮20与主轴27同步旋转，动力齿轮与左前门限位杆3端部的从动齿轮啮合转动，左前门关闭，直至动力齿轮转动至左前门限位杆传感器4位置处，第三活塞缸31泄压，推动同步器脱离工作，工作停止，左前门完成关闭。

右前门，左后门和右后门的开合方式与左前门的相同。

八个活塞缸同时增压，则四个车门可以同时开启。四个活塞缸同时工作则四个车门可以同时关闭。

本汽车车门开合装置具有如下的优点：

1、节约乘车时间，为驾驶员和乘客提供便利；驾驶员或乘客不方便手动开启或者远距离开启车门时，可进行遥控开启；或者夏天时，暴晒后车内温度很高时，可以提前开门通风；

2、提高了乘车的舒适性，并提升了整车的科技感；

3、由于使用液压传动和控制，结构紧凑，所占空间小；

4、成本低，工作可靠；制造维修难度小，便于推广。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车车门开合装置，其特征在于：包括ECU、动力组件以及连接在动力组件与车门之间的用于开合车门的传动组件，ECU与动力组件连接；所述传动组件包括与所述动力组件连接的主轴和与所述车门连接的限位杆，主轴通过齿轮传动机构与限位杆连接，主轴与齿轮传动机构之间通过同步器相连接。

2.根据权利要求1所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述限位杆的一端与所述车门活动连接，另一端固定设有与所述齿轮传动机构输出端的动力齿轮啮合连接的从动齿轮。

3.根据权利要求2所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括与所述主轴连接的圆柱齿轮机构和与圆柱齿轮机构连接的锥齿轮机构，该锥齿轮机构末端的从动锥齿轮与所述动力齿轮通过齿轮轴连接。

4.根据权利要求3所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述动力组件包括电动机和齿轮减速机构，电动机通过该齿轮减速机构与所述主轴连接，电动机与所述ECU连接。

5.根据权利要求1至4任一所述的汽车车门开合装置，其特征在于：还包括与所述ECU连接的液压控制系统，液压控制系统包括单向定量液压泵、用于驱动所述同步器的驱动组件、用于车门解锁的解锁组件和用于检测车门开合状态的检测装置。

6.根据权利要求5所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述驱动组件包括与所述同步器的接合套连接的活塞缸，活塞缸由与所述ECU连接的换向阀控制。

7.根据权利要求6所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述解锁组件包括设在所述车门上与车门锁拉杆连接的活塞缸，活塞缸由与所述ECU连接的换向阀控制。

8.根据权利要求7所述的汽车车门开合装置，其特征在于：所述检测装置包括设在所述限位杆上的限位杆传感器、位于所述车门锁拉杆行进路线中的车门锁传感器和设在所述车门上的车门传感器，限位杆传感器、车门传感器和车门锁传感器与所述ECU连接，将检测的信号传递至ECU。

9.根据权利要求8所述的汽车车门开合装置，其特征在于：还包括遥控器，所述ECU接收遥控器发射的信号。