CN103924851A - 车辆门锁系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆门锁系统和方法。一种车辆的门锁系统包括与撞针可接合并且在用于固定撞针的锁闭位置与开锁位置之间可移动的叉形螺栓杆。锁销在接合位置与脱离位置之间可移动，在接合位置中锁销与叉形螺栓杆接合以保持叉形螺栓杆处于锁闭位置，在脱离位置中锁销与叉形螺栓杆脱离以允许叉形螺栓杆移动至开锁位置。马达，由控制器可控制，联接至锁销杆以在接合和脱离位置之间移动锁销杆。开关可以发送开锁命令至控制器。控制器致动马达以定位锁销处于脱离位置，使得锁销保持在脱离位置直至预定条件出现。

Description

车辆门锁系统和方法

技术领域

技术领域通常涉及用于车辆的门锁系统和方法，并且具体地涉及用于汽车的电动门锁系统。

背景技术

在减小汽车的重量和机械复杂性的正在进行的努力中，一些制造商已经转向于门锁的电致动。更具体地，一些制造商已经消除了门把手和使门能够开启的门锁机构之间的传统机械联动装置。替代地，电动马达可以控制门锁机构的操作。

然而，这些电动门锁系统会出现一些问题。例如，如果在开启命令发出之后但在门开启之前马达失去电力，常规的电动门锁系统回复至锁闭状态，并且因此潜在地困住了车辆乘员。

同样地，想要提出一种即便电力中断仍允许进出车辆的门锁系统。此外，从后续的发明内容和详细描述、以及所附权利要求、结合附图和本背景技术，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

一种车辆的门锁系统包括布置在车辆的门或者框架之一上的撞针，以及可以与撞针接合并且在用于固定撞针的锁闭位置和开锁位置之间可移动的叉形螺栓杆。锁销可以在接合位置与脱离位置之间移动，在接合位置锁销与叉形螺栓杆接合以将叉形螺栓杆保持在锁闭位置，在脱离位置锁销与叉形螺栓杆脱离以允许叉形螺栓杆移动至开锁位置。系统进一步包括可操作地连接至锁销杆以在接合和脱离位置之间移动锁销杆的马达。控制器与马达通信并且配置为控制马达的操作。开关与控制器通信并且配置为向控制器发送开锁命令。控制器配置为致动马达以将锁销定位在脱离位置，使得锁销被保持在脱离位置直到预定的条件出现。

一种控制门锁系统的方法包括在控制器处接收来自用户可操作的开关的开锁命令。该方法也包括响应于开锁命令而从控制器发送命令至马达以将锁销定位在脱离位置直到预定的条件出现。

方案1. 一种车辆的门锁系统，包括：

撞针，所述撞针布置在所述车辆的门或框架之一上；

叉形螺栓杆，所述叉形螺栓杆与所述撞针可接合并且在用于固定所述撞针的锁闭位置与开锁位置之间可移动；

锁销，所述锁销在接合位置与脱离位置之间可移动，在所述接合位置中所述锁销与所述叉形螺栓杆接合以将所述叉形螺栓杆保持在所述锁闭位置，在所述脱离位置中所述锁销与所述叉形螺栓杆脱离以允许所述叉形螺栓杆移动至所述开锁位置；

马达，所述马达可操作地连接至所述锁销杆以在所述接合和脱离位置之间移动所述锁销杆；

控制器，所述控制器与所述马达通信，并且配置为控制所述马达的操作；以及

开关，所述开关与所述控制器通信，并且配置为发送开锁命令至所述控制器；

其中，所述控制器配置为致动所述马达以定位所述锁销处于所述脱离位置，使得所述锁销被保持在所述脱离位置直到预定条件出现。

方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成响应于所述预定条件的出现而致动所述马达以定位所述锁销处于所述接合位置。

方案3. 根据方案1所述的系统，进一步包括至少一个电源，所述至少一个电源可电连接至所述马达用于操作所述马达。

方案4. 根据方案1所述的系统，其中，所述控制器与门位置传感器通信，并且所述控制器配置成感测所述门的开启位置并且发送门开启信号至所述控制器。

方案5. 根据方案4所述的系统，其中，所述预定条件包括门定位在开启位置中。

方案6. 根据方案4所述的系统，其中，所述门位置传感器感测所述叉形螺栓杆的位置。

方案7. 根据方案1所述的系统，其中，所述控制器与所述车辆的传动装置通信，并且所述控制器接收传动信号以指示所述传动装置的操作模式。

方案8. 根据方案7所述的系统，其中，所述预定条件包括所述传动装置处于停车之外的操作模式。

方案9. 根据方案1所述的系统，其中，所述控制器与速度传感器通信，所述速度传感器提供对应于所述车辆的行驶速度的速度信号。

方案10. 根据方案1所述的系统，其中，所述开关进一步限定为定位为在所述车辆的内部操作的内部开关。

方案11. 根据方案1所述的系统，其中，所述开关进一步限定为定位为在所述车辆的外部操作的外部开关。

方案12. 根据方案11所述的系统，其中，所述预定条件包括预定时间段的消逝。

方案13. 根据方案11所述的系统，其中，所述预定时间段是至少10秒。

方案14. 一种控制车辆的门锁系统的方法，所述门锁系统包括布置在所述车辆的门或框架之一上的撞针；与所述撞针可接合并且在锁闭位置和开锁位置之间可移动的叉形螺栓杆；在接合位置与脱离位置之间可移动的锁销，在所述接合位置中所述锁销接合所述叉形螺栓杆以保持所述叉形螺栓杆处于锁闭位置，在所述脱离位置中所述锁销从所述叉形螺栓杆脱离以允许所述叉形螺栓杆移动至所述开锁位置；可操作地连接至锁销杆以移动所述锁销杆的马达；以及与所述马达通信的控制器，所述方法包括：

在所述控制器处从可由所述车辆的用户操作的开关接收开锁命令；以及

响应于接收所述开锁命令而将来自所述控制器的命令发送至所述马达，以定位所述锁销处于所述脱离位置，其中，所述锁销被保持在所述脱离位置直到预定条件出现。

方案15. 根据方案14所述的方法，进一步包括响应于所述预定条件的出现，将来自所述控制器的命令发送至所述马达以定位所述锁销处于接合位置。

方案16. 根据方案14所述的方法，进一步包括在所述控制器处接收门开启信号位置，以及其中，所述预定条件包括所述门开启信号的接收。

方案17. 根据方案14所述的方法，进一步包括在所述控制器处接收指示所述传动装置的操作模式的传动信号，以及其中，所述预定条件包括停车模式之外的所述传动装置的操作模式。

方案18. 根据方案14所述的方法，进一步包括在所述控制器处接收指示所述传动装置的操作模式的传动信号，以及其中，所述预定条件包括停车模式之外的所述传动装置的操作模式。

方案19. 根据方案14所述的方法，其中，所述预定条件包括预定时间段的消逝。

方案20. 根据方案19所述的方法，其中，所述预定时间段是至少10秒。

附图说明

本公开主题的其他优点将很容易意识到，其通过参考下面的详细描述结合附图考虑时将得到更好的理解，其中：

图1 示出了根据一个实施例的用于车辆门的门锁系统；

图2 是根据一个实施例的门锁机构的分解透视图；以及

图3 是根据一个实施例操作门锁系统的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中全部多个视图中相同附图标记表示相同部件，在本文示出并且描述了一种车辆（未示出）的门锁系统10以及控制门锁的方法。本文所述的车辆是汽车（未示出）。然而，门锁系统10可以实施在其他类型车辆上。

参考图1，所示实施例的门锁系统10包括门锁机构12，该门锁机构包括将车辆的门14锁至车辆的本体（未示出）所需的机械元件。这些机械元件和其他部件在美国专利No.4,756,563、5,054,827和6,045,168中被详细讨论，这些专利通过引用全部被结合到本文中。

现在主要参考图2，门锁机构12包括撞针16。所示实施例的撞针16布置在车辆的本体上。然而，撞针16可以替代地布置在门14上，而门锁机构12布置在本体上。门锁机构12进一步包括叉形螺栓杆18。在所示实施例中，叉形螺栓杆18布置在门14上。叉形螺栓杆18可与撞针16接合。此外，叉形螺栓杆18可以在用于固定撞针16的锁闭位置与开锁位置之间移动。如本领域技术人员所认识到的，在锁闭位置中，门14固定至车辆的本体或者框架。简而言之，在锁闭位置中，门14牢固地闭合。在开锁位置中，撞针16能够远离叉形螺栓杆18移动，并且同样地门14能够开启。

门锁机构12进一步包括锁销20。锁销20可以在接合位置与脱离位置之间移动。在接合位置中，锁销20接合叉形螺栓杆18以将叉形螺栓杆18保持在锁闭位置。在脱离位置中，锁销20从叉形螺栓杆18脱离以允许叉形螺栓杆18移动至开锁位置。马达21可操作地连接至锁销20以将锁销20从接合位置移动至脱离位置。此外，在所示实施例中，一旦由马达21将锁销移动到脱离位置则可以利用设备（未标注）将锁销20保持在脱离位置。

此外在所示实施例中，锁销20布置在金属面板22后面的塑料外壳（未示出）的腔室（未示出）中。细长的螺旋弹簧24布置在叉形螺栓杆18后面的塑料外壳中的弯曲槽缝（未示出）中，并且在一个端部接合叉形螺栓杆18的 悬挂销（depending pin）（未示出）。锁销20通过围绕套管28的螺旋弹簧26而被偏压成与叉形螺栓杆18接合，套管28一端接合外壳（未示出）而一端接合锁销20的耳部（未标注）。凸轮31和齿轮32、34可以用于联接马达21至锁销20。凸轮31和齿轮32、34也可以用作设备的一部分以将锁销20保持在脱离位置。当然，在其他实施例中，可以利用其他配置结构以实施该设备。

锁销20在中间位置或者锁闭位置接合叉形螺栓杆18，抵抗螺旋弹簧26的偏压以及门14的密封力。锁销20继续保持叉形螺栓杆18处于中间或者锁闭位置直到马达21移动锁销20。当马达21克服螺旋弹簧26的力以及门22的密封力移动锁销20时，叉形螺栓杆18然后被释放。螺旋弹簧26迫使叉形螺栓杆18回到开锁位置中，允许撞针16从叉形螺栓杆18拉出。

门锁系统10也包括控制器35，如图1所示。控制器35可以包括计算机、处理器、微处理器、专用集成电路（“ASIC”）、数字逻辑门、和/或能够接收数据并且响应于所接收数据执行指令的其他合适的装置。在图1中，控制器35示出为布置在门14内。然而，要知晓的是控制器35可以布置在其他位置。此外，门锁系统10的控制器35可以是也控制车辆其他方面的车辆控制单元（未示出）的一部分。

控制器35与马达21通信并且配置为控制马达21的操作。所述其他方式下，控制器35配置成调节马达21何时以及是否操作。当然，可以利用电控制元件（未示出）以对接控制器35和马达21，这是本领域技术人员易于知晓的并且因此在本文没有详说。控制器35也可以配置成调节马达21的操作方向和/或马达21的操作速度。下面提供关于根据所示实施例的马达21的控制的进一步细节。

门锁系统10进一步包括至少一个电源36、37。该至少一个电源36、37电连接至马达21用于操作这个马达21。在所示实施例中，第一电源36布置为远离门14，而第二电源37布置在门14中和/或门14上。所示实施例的第一和第二电源36、37是DC电池，这是本领域技术人员所公知的。然而，可以替代地实施其他合适的电源。例如，电容器可以用作电源36、37的一个或两个。此外，车辆的主DC电池可以实施作为电源36、37之一。

在所示实施例中，电源开关38选择性地连接第一电源36或第二电源37至马达21。电源开关38和电源36、37的每一个均与控制器28通信。控制器28分析每个电源36、37的能力以向马达21提供电能并且相应地调整电源开关38。对门锁组件使用多个电源36、37的能力的全面描述可以在美国专利申请公开No.2010/0052337中找到，由此通过引用结合到本文。

门锁系统10进一步包括与控制器35通信的至少一个开关38、39、40。在所示实施例中，如图1所示，系统10包括多个开关38、39、40。具体地，在所示实施例中，车辆的每个门14包括定位成在车辆外部（即外侧）中操作的外部开关38，以及定位成在车辆的内部（即内侧）中操作的内部开关39。内部和外部开关39、38可以与门14的把手（未示出）集成，这是本领域技术人员公知的。门锁系统10也可以包括远程开关40，例如“遥控钥匙”。

当车辆的使用者想开启门14时，他们摁压开关38、39、40。同样地，开关38、39、40配置成发送开锁命令至控制器35。在所示实施例中，控制器35基于门14的锁定或解锁状态随后确定门14是否应该开启，并且因此确定锁销20是否应该移动至开锁位置。如果是允许的，即如果门是“解锁的”，控制器35随后发送命令至马达21以操作锁销20，锁销20进而允许叉形螺栓杆18移动至开锁位置，由此允许门14开启。

更具体地，控制器35配置成致动马达21以将锁销20定位在脱离位置。锁销20随后由设备保持在脱离位置直到预定条件出现。控制器35也配置成响应于预定条件出现而致动马达21以将锁销定位回到接合位置。

一个可能的预定条件是门14处于开启位置。同样地，所示实施例的系统10包括与控制器35通信的门位置传感器41以感测门14的开启位置并且发送门开启信号至控制器35。更具体地，在所示实施例中，门位置传感器41感测叉形螺栓杆18的位置，因为叉形螺栓杆18没有移动直到门14被推开或拉开。

通过锁销20被保持在开启位置直到门14处于开启位置，即便电源36、37与马达21之间出现电源中断事件，门14仍可以被开启。这种电源中断将可能发生在车辆部分或者完全浸入水中期间。

另一个可能的预定条件是除了停车模式之外的车辆的操作模式，即当车辆脱离“停车”时。本领域技术人员知晓车辆操作模式包括至少一个驾驶模式、空档模式和停车模式。更具体地，车辆的操作模式涉及车辆的传动装置42的操作模式。

在所示实施例的系统10中，控制器35与车辆的传动装置42通信。控制器35接收传动信号以指示传动装置42的操作模式，并且因此车辆的操作模式。因此，锁销20被保持在开启位置，直至车辆被置于除了停车模式之外的操作模式。

然而另一可能的预定条件是车辆处于“飞快（at speed）”。当车辆在其自身动力下在预定速度下正常移动时可以发生“飞快”条件。同样地，车辆可以包括与控制器35通信的速度传感器43。速度传感器43提供对应于车辆行驶速度的速度信号。

如上所示，系统10在开关38、39、40之一被致动时允许门开启。然而，通过仅保持锁销20处于脱离位置直到车辆不再处于停车模式或者车辆开始移动，一旦车辆开始移动，系统10允许锁销20回复至接合位置。

这在门14由于冷冻条件而无法开启的情形中可以是重要的。例如，如上所述，在开关38、39、40之一被摁压时，锁销20移动至开锁位置。然而，不论是处于开锁还是能够机械地开启，如果冻结至框架，则门14将不会开启。同样地，如果门未冻结而锁销20处于开锁位置，不期望的条件（例如门14意外的开启）将发生。因此，通过仅将锁销20保持在开锁位置直至车辆不再处于停车模式和/或车辆开始移动，叉形螺栓杆18可以在车辆达到高速之前移动至锁闭位置。

另一可能的预定条件是预定时间段的消逝。在所示实施例中，预定时间段是至少十秒。更具体地，预定时间段是15秒。然而，本领域技术人员将知晓其他合适的时间段。

此外，在所示实施例中，预定时间段的消逝是仅利用外部开关38或远程开关40发送开锁命令至控制器35时的可能预定条件之一。换言之，如果利用内部开关39发送开锁命令至控制器35，则预定时间段的消逝不是可能预定条件之一。同样地，系统10在未成功试图开启已冻结关闭的门14的事件中仍将向车辆提供安全性。

系统10可以进一步包括与控制器35通信的至少一个门锁闭/解锁按钮44。门锁闭/解锁按钮44允许用户发送锁闭命令或解锁命令至控制器35。锁闭和解锁命令可以是可应用于车辆的特定门14或者所有门14，这是本领域技术人员所知晓的。如果锁闭命令已经发送至控制器35用于门14，控制器35配置成阻止马达21移动锁销至脱离位置。简言之，当门14处于锁闭状态时，对于致动马达以移动锁销至脱离位置的以上描述可以是不适用的。

尽管如上所示的系统10详细描述了控制门锁系统的方法，图3示出了一个示例性方法50。方法50包括从开关38、39、40接收开锁命令的步骤52。响应于接收开锁命令，方法50包括确定锁销18是否应该脱离的步骤53。例如，如果门14处于锁闭状态，锁销20将不脱离。

如果锁销允许脱离，该方法然后包括发送命令至马达21以定位锁销18在脱离位置的步骤54。响应于步骤54的启动，该所示实施例的方法50继续多个抉择步骤56、58、60、62。

在第一抉择步骤56中，控制器35确定门14是否已经开启。如果门14已经开启，那么方法50以发送命令至马达21以定位锁销18在接合位置的步骤64前进。如果门14尚未开启，方法50继续至第二抉择步骤58。

在第二抉择步骤58中，控制器35确定车辆是否脱离停车模式。如果车辆不再处于停车，那么方法50以发送命令至马达21以定位锁销18在接合位置的步骤64前进。如果车辆仍然处于停车，那么方法50继续至第三抉择步骤60。

在第三抉择步骤60中，控制器35确定车辆是否处于飞速。如果车辆处于飞速，那么方法50以步骤64前进。如果车辆不处于飞速，则方法50继续至第四抉择步骤62。

在第四抉择步骤62中，控制器35确定从已经执行步骤54的命令开始是否已经消逝了15秒。如果已经消逝了15秒，那么在第五抉择步骤66中，控制器35确定开锁命令是否从内部开关33发送。如果开锁命令不是从内部开关发送，则方法以发送命令至马达21以定位锁销18在接合位置的步骤64前进。如还没有消逝15秒或者如果开锁命令从外部开关32、34发送，那么方法50以维持锁销18处于脱离位置的步骤68前进。

已经以示意性方式在此描述了本发明，并且要理解的是已经使用的术语本质上意在是描述而非限制的字词。显然，根据上述教导，本发明的许多修改和改变是可能的。在所附权利要求范围内，本发明可以以已被具体描述之外的其它方式实践。

Claims (10)

1.一种车辆的门锁系统，包括：

撞针，所述撞针布置在所述车辆的门或框架之一上；

叉形螺栓杆，所述叉形螺栓杆与所述撞针可接合并且在用于固定所述撞针的锁闭位置与开锁位置之间可移动；

锁销，所述锁销在接合位置与脱离位置之间可移动，在所述接合位置中所述锁销与所述叉形螺栓杆接合以将所述叉形螺栓杆保持在所述锁闭位置，在所述脱离位置中所述锁销与所述叉形螺栓杆脱离以允许所述叉形螺栓杆移动至所述开锁位置；

马达，所述马达可操作地连接至所述锁销杆以在所述接合和脱离位置之间移动所述锁销杆；

控制器，所述控制器与所述马达通信，并且配置为控制所述马达的操作；以及

开关，所述开关与所述控制器通信，并且配置为发送开锁命令至所述控制器；

其中，所述控制器配置为致动所述马达以定位所述锁销处于所述脱离位置，使得所述锁销被保持在所述脱离位置直到预定条件出现。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步配置成响应于所述预定条件的出现而致动所述马达以定位所述锁销处于所述接合位置。

3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个电源，所述至少一个电源可电连接至所述马达用于操作所述马达。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器与门位置传感器通信，并且所述控制器配置成感测所述门的开启位置并且发送门开启信号至所述控制器。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述预定条件包括门定位在开启位置中。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述门位置传感器感测所述叉形螺栓杆的位置。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器与所述车辆的传动装置通信，并且所述控制器接收传动信号以指示所述传动装置的操作模式。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述开关进一步限定为定位为在所述车辆的外部操作的外部开关。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述预定条件包括预定时间段的消逝。

10.一种控制车辆的门锁系统的方法，所述门锁系统包括布置在所述车辆的门或框架之一上的撞针；与所述撞针可接合并且在锁闭位置和开锁位置之间可移动的叉形螺栓杆；在接合位置与脱离位置之间可移动的锁销，在所述接合位置中所述锁销接合所述叉形螺栓杆以保持所述叉形螺栓杆处于锁闭位置，在所述脱离位置中所述锁销从所述叉形螺栓杆脱离以允许所述叉形螺栓杆移动至所述开锁位置；可操作地连接至锁销杆以移动所述锁销杆的马达；以及与所述马达通信的控制器，所述方法包括：

在所述控制器处从可由所述车辆的用户操作的开关接收开锁命令；以及

响应于接收所述开锁命令而将来自所述控制器的命令发送至所述马达，以定位所述锁销处于所述脱离位置，其中，所述锁销被保持在所述脱离位置直到预定条件出现。