CN104786787B - 一种用于汽车尾门的电动开闭系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车尾门的电动开闭系统，其包括：丝杆螺母套筒与丝杆螺母，丝杆螺母套筒活动连接在汽车车身上，丝杆螺母固定在丝杆螺母套筒内；丝杆，其第一端活动连接在汽车尾门的活动门上，丝杆的第二端套设在与其配合的丝杆螺母内，丝杆在电机的驱动下在丝杆螺母中做螺旋运动以带动汽车尾门的活动门相对于关闭时呈0～150°。本发明集控制系统和撑杆电动执行和机械传动为一体，彻底解放车主的双手，满足车主的舒适性的要求。本发明为适应不同高度的车主对尾门开启高度的要求，具有记忆功能、开门防夹、关门防夹功能。同时考虑到车辆可能存在的失电情况，能适应手动关闭尾门后再次进入电动开启模式不出现系统不响应的情况。

Description

一种用于汽车尾门的电动开闭系统

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种用于汽车尾门的电动开闭系统。

背景技术

汽车尾门的开启传统是由驾乘者解锁后，手动开启尾门，是通过气动撑杆实现的。国内现有的汽车中，一般使用气动撑杆，只有较高规格的车使用电动尾门，是通过电动撑杆实现的。电动撑杆是是传统气动撑杆改进的产物，是汽车尾门开闭实现舒适性发展的趋势，它具有结构紧凑、防尘防水优、性能稳定等优点。而现有的电撑杆的缺点是零件制造精度要求高，ECU控制系统逻辑复杂，前期投入成本大。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种用于汽车尾门的电动开闭系统，集ECU控制系统和撑杆电动执行和机械传动为一体，通过ECU控制系统控制电机的旋转运动，将电动撑杆丝杆的螺旋运动转化为电动撑杆的直线往复运动，电动撑杆通过往复运动达到开闭汽车尾门的目的，彻底解放车主的双手，满足车主的舒适性的要求。本发明为适应不同高度的车主对尾门开启高度的要求，ECU控制系统设置了记忆功能，能保证撑杆开启尾门达到尾门关闭和最大开启角度之间的任意位置。为避免在使用中的错误操作，ECU控制系统具有设置开门防夹、关门防夹功能。同时考虑到车辆可能存在的失电情况，ECU控制系统能适应手动关闭为门后再次进入电动开启模式不出现系统不响应的情况。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于汽车尾门的电动开闭系统，包括：

丝杆螺母套筒与丝杆螺母，所述丝杆螺母套筒活动连接在汽车车身上，所述丝杆螺母固定在所述丝杆螺母套筒内；

丝杆，其第一端活动连接在汽车尾门的活动门上，所述丝杆的第二端套设在与其配合的所述丝杆螺母内，所述丝杆在电机的驱动下在所述丝杆螺母中做螺旋运动以带动汽车尾门的活动门相对于关闭时呈0～150°。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：

套管，其包括外管和内管，所述内管套设在所述外管内，并可发生相对滑动，所述内管的上端与所述丝杆连接，所述外管的下端与所述丝杆螺母套筒连接；

复位弹簧，其上下两端分别固定连接于所述套管的固定端，所述复位弹簧均匀设置在所述套管和所述丝杆螺母套筒的形成的空间中，所述复位弹簧处于压缩状态，其设置为：当所述内管远离所述外管时，所述复位弹簧逐渐拉伸趋于自然状态。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：控制器，其设置为：

当用户发送汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器将接收到的各电器元件的参数与预设的汽车行驶时的参数标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述汽车处于行驶状态，所述控制器不向向所述电机输出驱动所述电机运转的电压信号，记为第一电压信号，并发送指令给安装在驾驶室内的蜂鸣器发出报警声；

若超出范围阈值，则判定所述汽车尾门适合开启/关闭，所述控制器向所述电机输出第一电压信号。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：

霍尔电路板，其设置在所述内管内部，所述霍尔电路板用于检测所述电机旋转时的转速，并根据检测到的转速输出反馈所述电机转速的电压信号，记为第二电压信号。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括控制器，其设 置为：

当用户发出的汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器向所述电机输出第一电压信号电压，以电力驱动所述电机运转，所述控制器将接收的所述第二电压信号与预设的电机运转正常状态的第二电压信号标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述电机运转正常，

若超出范围阈值，则判定所述电机运转异常，所述控制器停止向所述电机输出所述第一电压信号，并发送指令给所述蜂鸣器发出报警声。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括控制器，其设置为：

当外力驱动所述电机运转至停止时，所述控制器接收所述丝杆的运动路径对应的所述第二电压信号，将所述第二电压信号转换成所述丝杆此次运动路径的长度，记为第一长度，用所述丝杆的总运动路径长度减去所述第一长度，记为第二长度，之后电力驱动汽车尾门开启时，所述丝杆运动至所述第二长度对应的位置时，所述控制器停止输出第一电压信号，使得此位置成为所述丝杆运动的终点。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，所述控制器向所述电机发送以控制汽车尾门开启/关闭的第一电压信号为12V。

优选的是，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，用户发送汽车尾门开启/关闭的指令可以通过以下形式实现：汽车驾驶室内的开启/关闭按钮，汽车遥控钥匙的开启/关闭按钮，或汽车尾门车身上的开启/关闭按钮。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过电机驱动丝杆在丝杆螺母中的螺旋运动进而转化为内管在外管中的直线往复运动，实现汽车尾门的开启/闭合，采用较少零件能够达成发明目的，结构简单；

第二、本发明使用的复位弹簧为压簧，安装在电撑杆内部，节约空间、易控制，当电机不驱动时，弹簧平衡并支撑汽车尾门的重力，当电机驱动尾门开启时，电机克服弹簧的压力驱动稳定丝杆向上运动，通过弹力替代其他机械零部件的支撑，节约了电力，并简化撑杆结构；

第三、本发明通过设置控制器实现用户操作的智能化，控制器接收用户 开门/关门的指令，然后发出第一电压信号通过线束传递至电机，以驱动电机的旋转，控制器还能够收集各电元器件采集的参数以对汽车是否处于行驶状态作出判断，然后决定是否持续发送第一电压信号继续控制电机的运转，具有智能化、集成化的优点；

第四、本发明通过在电机上方安装霍尔电路板，以检测电机的运转速度，无论汽车尾门是电力驱动还是外力驱动，霍尔电路板都能够检测电机的运转速度然后输出电压信号，通过线束将电压信号反馈至向控制器，配合控制器工作实现电机的自检；

第五、本发明的控制器驱动电机旋转时，通过比较霍尔电路板反馈的第二电压信号与电机正常运转时的第二电压信号标准值，对电机的运转速度的微小变化作出汽车尾门是否遇到阻碍物或者正常开启/闭合的判断，然后做出断电与否的决定，实现汽车尾门的正常开启/闭合，以及汽车的开门/关门防夹功能；

第六、本发明的汽车尾门可以电力驱动或者外力驱动，当外力驱动尾门运动时，控制器会对霍尔电路板输出的第二电压信号存储，尾门运动至某一位置停止时，控制器对收集的第二电压信号进行逻辑运算和数据处理，对丝杆运动的位置所对应的长度记忆，计算出丝杆的剩余路径对应的长度并存储，使得下次丝杆运动至此位置处，控制器停止输出第一电压信号，使得电机停止转动，丝杆自动停止在此位置，对这一高度进行记忆；

第七、本发明通过三种方式实现用户对汽车尾门开启/闭合的控制，便于用户操作，通过控制器对各部件有效配合，实现集成化、智能化和一体化，逻辑简单，成本低。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明电动撑杆的结构示意图。

图2为本发明汽车尾门的开启/闭合的流程图。

图3为本发明汽车尾门的防夹功能的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-2所示，本发明提供发明一种用于汽车尾门的电动开闭系统，包括：

丝杆螺母套筒1与丝杆螺母2，所述丝杆螺母套筒1活动连接在汽车车身上，所述丝杆螺母2固定在所述丝杆螺母套筒1内；

丝杆3，其第一端活动连接在汽车尾门的活动门上，所述丝杆3的第二端套设在与其配合的所述丝杆螺母2内，所述丝杆3在电机4的驱动下在所述丝杆螺母2中做螺旋运动以带动汽车尾门的活动门相对于关闭时呈0～150°。

在上述技术方案中，通过电机4驱动丝杆3在丝杆螺母2中的螺旋运动进而转化为内管5在外管6中的直线往复运动，实现汽车尾门的开启/闭合，采用较少零件能够达成发明目的，结构简单。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：

套管，其包括外管6和内管5，所述内管5套设在所述外管6内，并可发生相对滑动，所述内管5的上端与所述丝杆3连接，所述外管6的下端与所述丝杆螺母套筒1连接；

复位弹簧7，其上下两端分别固定连接于所述套管的固定端，所述复位弹簧7均匀设置在所述套管和所述丝杆螺母套筒1的形成的空间中，所述复位弹簧7处于压缩状态，其设置为：当所述内管5远离所述外管6时，所述复位弹簧7逐渐拉伸趋于自然状态。

在上述技术方案中，复位弹簧7为压簧，安装在电撑杆内部，节约空间、易控制，当电机4不驱动时，弹簧平衡并支撑汽车尾门的重力，当电机4驱动尾门开启时，电机4克服弹簧的压力驱动稳定丝杆3向上运动，通过弹力替代其他机械零部件的支撑，节约了电力，并简化撑杆结构。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：控制器，其设置为：

当用户发送汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器将接收到的各电器元件的参数与预设的汽车行驶时的参数标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述汽车处于行驶状态，所述控制器不向向所述电机4输出驱动所述电机4运转的电压信号，记为第一电压信号，并发送指令给安装在驾驶室内的蜂鸣器发出报警声；

若超出范围阈值，则判定所述汽车尾门适合开启/关闭，所述控制器向所述电机4输出第一电压信号。

在上述技术方案中，通过设置控制器实现用户操作的智能化，控制器接收用户开门/关门的指令，然后发出第一电压信号通过线束传递至电机4，以驱动电机4的旋转，控制器还能够收集各电元器件采集的参数，例如发动机转速、车辆速度等，以对汽车是否处于行驶状态作出判断，然后决定是否持续发送第一电压信号继续控制电机4的运转，具有智能化、集成化的优点。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括：

霍尔电路板8，其设置在所述内管5内部，所述霍尔电路板8用于检测所述电机4旋转时的转速，并根据检测到的转速输出反馈所述电机4转速的电压信号，记为第二电压信号。

在上述技术方案中，在电机4上方安装霍尔电路板8，以检测电机4的运转速度，无论汽车尾门是电力驱动还是外力驱动，霍尔电路板8都能够检测电机4的运转速度然后输出电压信号，通过线束将电压信号反馈至向控制器，配合控制器工作实现电机4的自检。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括控制器，其设置为：

当用户发出的汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器向所述电机4输出第一电压信号电压，以电力驱动所述电机4运转，所述控制器将接收的所述第二电压信号与预设的电机4运转正常状态的第二电压信号标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述电机4运转正常，

若超出范围阈值，则判定所述电机4运转异常，所述控制器停止向所述电机4输出所述第一电压信号，并发送指令给所述蜂鸣器发出报警声。

在上述技术方案中，控制器驱动电机4旋转时，通过比较霍尔电路板8反馈的第二电压信号与电机4正常运转时的第二电压信号标准值，对电机4的运转速度的微小变化作出汽车尾门是否遇到阻碍物或者正常开启/闭合的判断，然后做出断电与否的决定，实现汽车尾门的正常开启/闭合，以及汽车的开门/关门防夹功能。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，还包括控制器，其设置为：

当外力驱动所述电机4运转至停止时，所述控制器接收所述丝杆3的运动路径对应的所述第二电压信号，将所述第二电压信号转换成所述丝杆3此次运动路径的长度，记为第一长度，用所述丝杆3的总运动路径长度减去所述第一长度，记为第二长度，之后电力驱动汽车尾门开启时，所述丝杆3运动至所述第二长度对应的位置时，所述控制器停止输出第一电压信号，使得此位置成为所述丝杆3运动的终点。

在上述技术方案中，汽车尾门可以电力驱动或者外力驱动，当外力驱动尾门运动时，控制器会对霍尔电路板8输出的第二电压信号存储，尾门运动至某一位置停止时，控制器对收集的第二电压信号进行逻辑运算和数据处理，对丝杆3运动的位置所对应的长度记忆，计算出丝杆3的剩余路径对应的长度并存储，使得下次丝杆3运动至此位置处，控制器停止输出第一电压信号，使得电机4停止转动，丝杆3自动停止在此位置，对这一高度进行记忆。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，所述控制器向所述电机4发送以控制汽车尾门开启/关闭的第一电压信号为12V。

在另一种技术方案中，所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，用户发送汽车尾门开启/关闭的指令可以通过以下形式实现：汽车驾驶室内的开启/关闭按钮，汽车遥控钥匙的开启/关闭按钮，或汽车尾门车身上的开启/关闭按钮。在上述技术方案中，本发明通过三种方式实现用户对汽车尾门开启/闭合的控制，便于用户操作，通过控制器对各部件有效配合，实现集成化、智能化和一体化，逻辑简单，成本低。

丝杆3在丝杆螺母2中做螺旋运动，一端通过主联轴器连接驱动装置电机4进行驱动，另一端通过固定在套管球头座上的丝杆螺母2进行固定。为 了限制电动撑杆的往复行程，丝杆3一端连接丝杆3定位套；为了丝杆3平稳的运动，丝杆3另一端需连接非标轴承，为了稳固非标轴承，丝杆3装有轴承定位套以及由副联轴器II、减震垫、副联轴器I、挡片、卡圈，非标轴承组成的分总成；为了方便安装，固定在套管端球头座上的套管端球头、通过垫圈固定在线束端球头座上的线束端球头都采用万向型球头；电机4通过减速器输出降低转速，通过主联轴器减震垫、电机4护套进行减震减噪；当电机4不驱动时，为了平衡支撑活动门的重力，本发明内部装有复位弹簧7，以及对复位弹簧7进行内部导向、减躁的弹簧定位套、弹簧挡块；为了控制电动撑杆运行的速度、使其能停留在行程中的任何位置、具有防夹功能，本发明装有霍尔电路板8、固定霍尔电路板8用的霍尔电路固定座以及与电机4连接的磁控开关；用小螺钉对线束接地来防止外界信号的干扰，用橡胶堵头包裹线束进行防水；为了隔离外界对电动撑杆的伤害，本发明采取可伸缩的套管，即外管6、内管5及连接装饰套，本发明还通过防尘套、线束端装饰套、套管端装饰套进行防水、防尘、美化外观；本发明还在线束端球头座、副联轴器I分别安装了大O型圈、下O型圈来对驱动装置内部进行保护，增加其耐摩擦性能。

该汽车尾门电动开闭系统集ECU控制系统和撑杆电动执行和机械传动为一体，电动撑杆一端固定在汽车尾门活动门上，另一端固定在尾门车身上，通过ECU控制系统控制电机4的旋转运动，将电动撑杆丝杆3的螺旋运动转化为电动撑杆的直线往复运动，电动撑杆通过往复运动达到开闭汽车尾门的目的，彻底解放车主的双手，满足车主的舒适性的要求。为适应不同高度的车主对尾门开启高度的要求，ECU控制系统设置了记忆功能，能保证撑杆开启尾门达到尾门关闭和最大开启角度之间的任意位置。为避免在使用中的错误操作，ECU控制系统具有设置开门防夹、关门防夹功能。同时考虑到车辆可能存在的失电情况，ECU控制系统能适应手动关闭为门后再次进入电动开启模式不出现系统不响应的情况。采用减速电机4和丝杆3使电动撑杆进行往复运动实现汽车尾门开闭功能。采用ECU控制系统实现电动撑杆的记忆功能。采用ECU控制系统实现电动撑杆的防夹功能。可以电动和手动交叉实现尾门开闭过程。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种用于汽车尾门的电动开闭系统，其特征在于，包括：

丝杆螺母套筒与丝杆螺母，所述丝杆螺母套筒活动连接在汽车车身上，所述丝杆螺母固定在所述丝杆螺母套筒内；

丝杆，其第一端活动连接在汽车尾门的活动门上，所述丝杆的第二端套设在与其配合的所述丝杆螺母内，所述丝杆在电机的驱动下在所述丝杆螺母中做螺旋运动以带动汽车尾门的活动门相对于关闭时呈0～150°；丝杆一端连接丝杆定位套，另一端装有轴承定位套以及由副联轴器Ⅱ、减震垫、副联轴器Ⅰ、挡片、卡圈、非标轴承组成的分总成；

套管，其包括外管和内管，所述内管套设在所述外管内，并可发生相对滑动，所述内管的上端与所述丝杆连接，所述外管的下端与所述丝杆螺母套筒连接；

复位弹簧，其上下两端分别固定连接于所述套管的固定端，所述复位弹簧均匀设置在所述套管和所述丝杆螺母套筒的形成的空间中，所述复位弹簧处于压缩状态，其设置为：当所述内管远离所述外管时，所述复位弹簧逐渐拉伸趋于自然状态；

霍尔电路板，其设置在所述内管内部，所述霍尔电路板用于检测所述电机旋转时的转速，并根据检测到的转速输出反馈所述电机转速的电压信号，记为第二电压信号；

控制器，其设置为：

当用户发送汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器将接收到的各电器元件的参数与预设的汽车行驶时的参数标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述汽车处于行驶状态，所述控制器不向所述电机输出驱动所述电机运转的电压信号，记为第一电压信号，并发送指令给安装在驾驶室内的蜂鸣器发出报警声；

若超出范围阈值，则判定所述汽车尾门适合开启/关闭，所述控制器向所述电机输出第一电压信号；

当外力驱动所述电机运转至停止时，所述控制器接收所述丝杆的运动路 径对应的所述第二电压信号，将所述第二电压信号转换成所述丝杆此次运动路径的长度，记为第一长度，用所述丝杆的总运动路径长度减去所述第一长度，记为第二长度，之后电力驱动汽车尾门开启时，所述丝杆运动至所述第二长度对应的位置时，所述控制器停止输出第一电压信号，使得此位置成为所述丝杆运动的终点。

2.如权利要求1所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，其特征在于，所述控制器设置为：

当用户发出的汽车尾门开启/关闭的指令时，所述控制器向所述电机输出第一电压信号电压，以电力驱动所述电机运转，所述控制器将接收的所述第二电压信号与预设的电机运转正常状态的第二电压信号标准阈值进行比较，

若落入标准阈值，则判定所述电机运转正常，

若超出范围阈值，则判定所述电机运转异常，所述控制器停止向所述电机输出所述第一电压信号，并发送指令给所述蜂鸣器发出报警声。

3.如权利要求1所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，其特征在于，所述控制器向所述电机发送以控制汽车尾门开启/关闭的第一电压信号为12V。

4.如权利要求1所述的用于汽车尾门的电动开闭系统，其特征在于，用户发送汽车尾门开启/关闭的指令可以通过以下形式实现：汽车驾驶室内的开启/关闭按钮，汽车遥控钥匙的开启/关闭按钮，或汽车尾门车身上的开启/关闭按钮。