CN105793506B

CN105793506B - 用于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件的运动进行调节的设备以及用于运行此类设备的方法

Info

Publication number: CN105793506B
Application number: CN201480049294.5A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·布拉登; 基利安·格辛; 雅各布·卢茨; 克里斯蒂安·拉布斯
Original assignee: Huo Qin (shanghai) Auto Parts And Components Co Ltd
Current assignee: Huo Qin (Shanghai) auto parts and components Co., Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2017-07-07
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: CN105793506A; WO2015032549A1; EP3042015B1; EP3042015A1; DE102013014845A1

Abstract

本发明涉及一种用于对以能相对于第一元件(10)运动的方式布置的第二元件(20)的运动进行调节的设备，其中，该设备具有以下特征：a)布置在第二元件(20)上的能调节的制动装置(30)，b)与制动装置(30)通信的且与之机械联接的制动杆(2)，该制动杆也与第一元件(10)联接，c)布置在第一和/或第二元件(10、20)上的传感器(40)，d)用于根据传感器(40)的信号对制动装置(30)作用到制动杆(2)上的制动力进行调节的电子调节装置(50)。本发明还涉及一种用于运行该设备的方法。

Description

用于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件的运动进行调节的设备以及用于运行此类设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件的运动进行调节的设备以及一种用于运行此类设备的方法。

背景技术

此类设备由汽车制造业所公知，其中，车辆车身可以被认为是基体而车门可以被认为是元件。如今，所有机动车都具有装备有所谓的车门制动器的车门。但是，车门制动器完全不是传动意义上的制动器，而是在车门打开时通常提供两至三个锁止点的保持设备，车门借助弹簧锁止球和类似部件被所锁定在这些锁止点中。不是主动由外部，例如不由操作人员引导或保持的车门可以不受控地在锁止点之间运动，以防碰撞位于车门的可能的枢转区域中的物体，使之受损并且造成其他损伤。

在商业领域提出了一种设备，以便至少部分地具有车门的上述的不受控的运动自由度。车门制动器以本领域技术人员所熟知的具有机械的端部止挡弹簧的油压减振器的类型来设计并且以类似的方式来工作。这种类型的车门制动器除了需要很大的结构空间这种状况以外还有其他缺点。也就是虽然在此可以实现车辆车门的“无级的”定位，即，可以引导车辆车门受控地到达期望的因此也使得车辆车门固定保持在其中的位置，但是仅能有条件地实现校正或改变车门的定位，因为该车门制动器引起强烈的“粘滑(stick-slip)”效应，这导致在施加不小的力之后车门仅会突然地从其定位中松开，并且随后在使车门可以再次停住之前，直观上运动了数厘米。该距离通常过长或者过短。也就是说，必须重新进行再校正。关键问题是，当车门从静止状态进行运动时保持力的突然下降以及在第一时刻因此而产生的不受控的运动。由此，例如在狭窄的泊车间隙情况下很有帮助的精准定位是不可实现的。

由DE 40 25 510 A1公知了一种能控制的汽车车门限位器，在其中，首先能自由运动的车门保持杆由于预定的控制信号借助夹持设备来夹持。

DE 10 2004 004 381 A1教导了用于松开车门制动器系统的方法。

DE 42 29 412 C1中描述了用于使机动车车门制动和/或限位的方法。

最后，DE 198 22 098 A1示出了不能控制的传统的车门限位器，利用其可以将构型化的保持杆锁定在预定的保持定位中。

本领域技术人员由DE 41 30 782 A1获知了一种用于使机动车车门限位的设备，在其中，首先能自由运动的限位环节借助抵抗螺旋压缩弹簧工作的驱动设备经由限位机构以夹持的方式来固定。

所有这些上述的设备和限位方法对于精确锁定来说是相对不准确的，要么是相当麻烦的，要么是不安全的，要么不适合于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件进行无级的固定。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件的运动进行调节的设备以及一种用于运行此类设备的方法，其中，避免了或者至少大大削减了由现有技术公知的缺点。

该任务首先利用根据本发明的设备，即用于对以能相对于第一元件运动的方式布置的第二元件的运动进行调节的设备来解决，其中，该设备具有以下特征：

a)布置在第二元件上的能调节的制动装置，

b)与制动装置通信的且与之机械联接的制动杆，该制动杆也与第一元件联接，

c)布置在第一和/或第二元件上的传感器，

d)用于根据传感器的信号对制动装置作用到制动杆上的制动力进行调节的电子调节装置，

e)通过磁力控制的用于制动杆的夹持装置，

f)其中，夹持装置具有两个将制动杆以能控制的方式夹持在它们之间的制动块，这两个制动块分别经由碟簧支撑在制动装置中。

按照有利方式，根据本发明的设备可以实现通过操作者使第二元件相对于第一元件的运动或不运动或完全无级的操纵。在此，不会出现粘滑效应。第二元件的运动仅与操作者的从外部采取的行动相匹配。电子的调节装置可以根据由布置在第一和/或第二元件上的传感器发送的信号产生制动装置作用到制动杆上的与第二元件的每个运动相匹配的制动作用，其中，不仅加速度而且速度都是决定性的值。这可能是如下的情况。即使加速度为0也仍可能意味着均匀的速度大于0。例如使用加速度传感器作为传感器，对加速度传感器的结果在时间上进行积分，以便计算出速度以及在第二元件枢转时例如计算出打开角。如果元件的速度例如接近零，那么制动器被固定。如果元件的速度不为零，那么制动器被松开。按照有利的方式，根据本发明的布置方案可以非常节省空间地实现，并且可以在几乎没有相关结构部件的明显运动的情况下实现运行根据本发明的设备。

根据本发明，除了电容式工作的加速度传感器(如上所述)以外，也可以使用光学式工作的运动传感器、力传感器(压电原理)或霍尔传感器，用以运动测量。

在本发明的一个有利构造方案中，第二元件和制动杆以能枢转的方式布置在第一元件上。该布置方案针对相对于第一元件要摆转的第二元件来说是根据本发明的设备的很合适的变型方案。

在本发明的另一有利构造方案中，第二元件相对于第一元件以能基本上直线地移动的方式布置。该布置方案针对相对于第一元件要移动的元件，例如滑动门或类似元件来说是根据本发明的设备的有效的解决方案和非常适宜的变型方案。

在本发明的另一有利构造方案中，制动装置具有至少两个电磁体，借助这些电磁体，制动块可以抵抗碟簧地从制动杆被吸走，并且可以减小制动块对制动杆的夹持力，其中，以电方式激活的电磁体被吸向布置在制动装置中的磁体配对件。根据本发明使用用于将制动杆夹持在其之间的电磁体可以在运行中在同样是在制动装置的区域中最小运动的情况下实现节省空间的结构方式。

在本发明的另一有利构造方案中，磁体配对件构造为固定在制动装置中的电磁体。

在本发明的另一有利构造方案中，磁体配对件构造为固定在制动装置中的铁磁体。

在本发明的另一有利构造方案中，磁体配对件构造为固定在制动装置中的永磁体。

存在两种解决方案，a)构造为固定在制动装置中的电磁体或b)构造为固定在制动装置中的永磁体，例如是有永磁体置入其中的铁磁体形式，这两种解决方案的优点在于，利用这两种解决方案都可以在第二电磁体相反极性接通的情况下实现斥力并且进而实现用于紧急情况车门制动功能(参见下文)的非常高的保持力。

在本发明的另一有利构造方案中，制动装置的夹持装置仅具有一个在运动上能控制的夹持制动杆的制动块，该制动块经由至少一个弹簧，尤其是碟簧支撑在制动装置中，并且将制动杆压向刚性装配在制动装置中的夹持块。这种根据本发明的按照有利方式非常简单的变型方案可以实现的是，用于制动所需的力从仅一个能运动的能控制的制动块被导向制动杆，并且根据本发明对该制动杆进行制动或解除制动，其中，可以根据每个布置方案来匹配各个结构部件的特有的尺寸规格，而无需很高的耗费。

在本发明的一个有利构造方案中，制动装置具有一个电磁体，借助该电磁体，配属于该电磁体的制动块可以抵抗碟簧地从制动杆被吸走，并且可以减小制动块和夹持块对制动杆的夹持力，其中，以电方式激活的电磁体被吸向布置在制动装置中的磁体配对件。因此，得到了简单的成本低廉但仍然可靠的制动和解除制动装置。

在根据本发明的设备的一个特别重要的有利构造方案中，第一元件是车辆车身，并且以能运动的方式布置在其上的第二元件是车门。该车门当前可以是能枢转的车门或相应的滑动门。将根据本发明的设备用在车辆的行李舱盖的区域内的有利的应用同样也是可行的。

根据本发明，可以考虑交换制动装置和制动杆。如上文所述的那样，将制动装置布置在第二元件上而将制动杆布置在第一元件上。同样地，制动装置可以布置在第一元件上，其中，制动杆于是铰接在第二元件上并且以能夹持在制动装置中/能从制动装置中脱开或者说能锁定在制动装置中的方式布置。

此外，该任务利用根据本发明的方法，即用于在第二元件首先是静止的情况下运行根据本发明所述的设备的方法来解决，该方法的特征在于具有以下步骤：a)通过向第二元件施加力，使第二元件相对于第一元件运动起来，b)借助传感器识别出第二元件的运动，获知和发送传感器的相应的信号至电子调节装置，c)产生和发送相应于该信号的电流信号至制动装置，用以减小作用到制动杆上的制动力，d)第二元件继续运动。如上文已经结合对根据本发明的布置方案的优点的描述所实施的那样，利用根据本发明的方法得到类似相应的优点。突出之处在于用于使元件运动起来而提供的最小的力耗费和如下事实，即，当通过施加力的操作者明确且单独地引入元件的运动时，元件仅以受控的方式运动。此外，电子的调节装置可以按照有利方式以如下方式“智能”地来配备，即，其具有限定的异常的运动模式，例如由阵风导致的不同于“常规”的开门运动的碰撞运动，以及例如通过上级的反向调节产生的限定的异常的运动模式，以便避免事故。按照有利方式，其他数据，例如基体的和/或元件的状态、位置和自身加速度，也可以自动地影响电子的调节装置，以便例如克服危险情况。

此外，该任务利用根据本发明的方法，即用于在第二元件处于运动中的情况下运行根据本发明所述的设备的方法来解决，该方法的特征在于具有以下步骤：a)减小施加到第二元件上的力，b)借助传感器识别出第二元件的延迟的运动，并且发送传感器的相应的信号至调节装置，c)产生和发送相应于该信号的电流信号至制动装置，用以提高作用到制动杆上的制动力，d)使第二元件继续制动。类似于上文所述的根据本发明的有利的方法，该方法描述了在根据本发明要被制动的元件处于运动中的情况下的步骤。逻辑处理方法和工作原理与上文提到的情况相同。与在这里使用的术语相应地，延迟可能也被称为(负)加速。

根据本发明，可以以电子方式对第二元件相对于第一元件的无级的运动调节进行控制。在静止状态中，也就是当没有电流流过时，全部的制动力作用到制动杆上。

附图说明

由附图和说明书得知了本发明的另外的特征和优点。为了更好的理解，下面借助附图结合实施例对它们进行简短描述。其中：

图1示意性示出根据本发明的布置方案的第一示例，其具有以能运动或能枢转的方式布置在第一元件上的第二元件；

图2示意性示出根据本发明的布置方案的第二示例，其具有以能相对于第一元件运动的方式且能基本上直线地移动的方式布置的第二元件；

图3示意性示出类似于图1的布置方案的根据本发明的布置方案的第三示例，其与车辆匹配；

图4以俯视图示意性地详细示出制动装置的第一示例，该制动装置具有根据本发明的实施例的呈局部剖面形式的制动杆；

图4a以俯视图示意性地详细示出制动装置的第二示例，该制动装置具有根据本发明的实施例的呈局部剖面形式的制动杆；

图4b以俯视图示意性地详细示出制动装置的第三示例，该制动装置具有根据本发明的实施例的呈局部剖面形式的制动杆；

图4c以俯视图示意性地详细示出制动装置的第四示例，该制动装置具有根据本发明的实施例的呈局部剖面形式的制动杆；

图5以立体视图示意性示出准备装入车辆中的具有制动杆的制动装置的示例性构造方案；

图6示意性示出制动装置对制动杆的制动作用的作用原理的图表；

图7以俯视图示意性示出具有呈局部剖面形式的制动杆的制动装置的局部；

图8示意性示出本发明的工作原理的流程图。

为了简化，相同的或功能相同的对象在以下描述中设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有第一元件10的设备，在第一元件上，在点A中可以看到以能运动的方式，例如以经由转动铰链的方式布置的第二元件20，第二元件可以按照双箭头R转向第一元件10以及从该第一元件转动开。在第二元件20上安设有(在图1中)作为大黑点标示的能调节的制动装置30，与该制动装置通信且以能移动的方式机械联接的制动杆2与该制动装置连接，该制动杆还在点B中以能转动的方式与第一元件10联接。在第二元件20上示例性地安设有加速度传感器40，其可以经由(未示出的)线路或经由无线电向布置在第一元件10上的电子调节装置50给出加速度信号，用以根据加速度传感器40的信号对制动装置30作用到制动杆2上的制动力进行调节。替选地，提到的调节装置50也可以布置在第二元件20上。

根据图1至图3的设备被示例性地描述为配备有加速度传感器。然而，如在上文已说明的那样，根据本发明，作为传感器，除了电容式工作的加速度传感器以外也可以使用光学式工作的运动传感器、力传感器(压电原理)或霍尔传感器，用以运动测量。在此，传感器也可以按如下方式构造，即，在适宜的情况下，传感器的元件布置在第一元件和第二元件上。

图2示出根据本发明的具有第一元件210的设备的另一示例，在第一元件上，在点A中可以看到例如以能经由滑轨直线移动的方式布置的第二元件220，例如经由滑轨211。第二元件220可以按照双箭头T沿着第一元件210直线移动。(截断地示出的)制动杆2在点B中安设在第一元件210上并且以能移动的方式与制动装置30联接。其他结构部件，例如制动装置30、例如加速度传感器40和调节装置50类似于根据图1的构造方案地且具有类似功能地构造和布置。

在图3中当前示出根据本发明的布置方案与车辆110以及车辆110的车门120的匹配情况，其中，由图1已知的第一元件10和第二元件20的各个结构部件以及它们的功能相应理解为安装在车辆110中和车门120中(10对应于110并且20对应于120)。

图4以俯视图示意性示出示例性的以剖面呈现的根据本发明的布置方案的制动装置30，其中，各个结构部件仅示意性地说明。可看到壳体1，其被截断地示出的制动杆2穿过。制动杆2被两个制动块8夹持在夹持装置9中，制动块支承在制动块支架7中，该制动块支架又安置在碟簧4上。碟簧4放置在支撑套管3上，支撑套管如示出的那样支撑在壳体1中。制动块支架7固定在电磁体6上，该电磁体在电激活的情况下可以被吸向固定地锚定在壳体1中的磁体配对件5。在这种情况下，在一定程度上减小了制动块8对制动杆2的夹持，其方式是使电磁体6被吸向磁体配对件5(参见图6和图7)。

在图4a中示意性示出的示例性的根据本发明的替选布置方案的制动装置301是与图4中示出的变型方案不同的修改方案，其中，仅图4的磁体配对件5被电磁体901替代。其他结构部件和它们上述的功能基本上与图4中示出的示例相同。

在根据图4b的制动装置309的根据本发明的布置方案的另一实施例中，相对于图4a中示出的变型方案，仅图4b的电磁体901被永磁体909替代，这些永磁体例如经由铁磁体的保持部59牢固地锚定在壳体1中。其他的结构部件和其上述的功能基本上与图4中和图4a中示出的示例相同。

图4c中，当前与在图4、图4a、图4b以及图7中描述的示例不同地示出根据本发明的设备的不对称的构造方案。图4c的制动装置388的上半部与图4b的上半部相同，基于根据图4b的变型方案概述了根据本发明的设备的简化的实施方式，其中，靠下的夹持块88相对壳体固定地装配。设备的下半部基本上是刚性的。仅通过提高或减小(夹持装置98的上半部的)制动块8相对于制动杆2的制动力，进而相对于夹持块88的制动力引起制动或松开制动。制动块8本身无法运动。在制动块8向制动杆2进行制动时，可能施加的很小的横向力可以被忽略。

要注意的是，图4c中描述的不对称的变型方案也可以使用在根据本发明的设备的根据图4、图4a、图4b和图7的构造方案中。在该不对称的变型方案中，用于制动所需的力显然仅由一个电磁体来导入。在这里概述的设备不是按比例地示出的，而是定性地示出的，这也适用于本说明书的所有附图。显然可以根据每个布置方案来匹配各自的尺寸规格。

图5中同样可以看到制动装置30被简化地示出，其具有壳体1和穿过壳体引导的制动杆2，例如其可以安装在车辆110的车门120中(图3)。在此，制动杆2的(在图5中)靠左的端部经由车辆110的铰接点A中的在那里示出的孔眼12以铰接的方式受支承。如图5中所示那样，制动杆2以其延伸部穿过制动装置30的布置在车辆车门120中的壳体1并且在车辆车门120打开和闭合时按照双箭头C来运动。

图6示出在根据本发明的设备运行时起作用的力，或者与图7的视图相关联地示出根据本发明的设备的作用原理。根据如下算式：

F_制动力(F_B)＝F_弹簧(F_F)-F_磁体(F_M)

在磁力F_M提高且碟簧的弹簧力F_F恒定时，制动力F_B减小并且在磁力F_M减小且碟簧的弹簧力F_F恒定时，制动力F_B提高。在图7中，在壳体1的截段上大致图形化地示出了相应的力曲线。在此特别有利的是，结构部件不运动。仅摩擦力有变化。在静止状态下，无需电流。车辆车门也可以在无电流的情况下无级地运动。

最后，图8给出关于根据本发明的设备根据图3的构造方案在运行中的工作原理的概览图：

I：使用者N施加力到车门上并且使车门运动起来：TB。

II：其他的外部环境影响UWE，例如风、坡度等等也可能影响车门运动TB。

III：根据本发明的设备的传感机构SEN检测运动过程。

IV：控制器STE得到传感器信息并且将其换算成用于制动模块BM的制动信号。

V：制动模块BM产生作用到制动杆2上的制动力。

VI：作用到制动杆2上的制动引起作用到车门120上的使用者感觉到的制动作用。

VII：另外的车辆传感机构WFS可以可能与根据本发明的设备无关地观察环境影响。

VIII：环境传感器信号可以由控制器换算成制动信号。

下面还要叙述运动过程的示例。

过程类型：使用者缓慢打开车门并且在邻近障碍物之前使车门停住，并且根据本发明来通过制动装置进行制动：

-使用者施加力到车门上。

-使用者的力超过弹簧的恒定的力。

-使车门运动起来。

-加速度传感器识别出运动并且发送相应的信息到控制器。

-控制器进行分析并且识别出运动模式，并且选定合适的制动作用。

-控制器产生合适的用于电磁体的电流信号。

-电磁体抵抗弹簧力起作用。

-制动力缓慢降低。

-不再有制动力或有大大降低的制动力作用到车门上，从而使车门平稳地运动。

-使用者在邻近障碍物之前使车门停住。

-加速度传感器识别出车门停住。

-控制器降低电磁体的力并且因此制动力提高。

Claims

1.一种用于对以能相对于第一元件(10)运动的方式布置的第二元件(20)的运动进行调节的设备，其中，所述设备具有以下特征：

a)布置在所述第二元件(20)上的能调节的制动装置(30)，

b)与所述制动装置(30)通信且与之机械联接的制动杆(2)，所述制动杆也与所述第一元件(10)联接，

c)布置在第一和/或第二元件(10、20)上的传感器(40)，

d)用于根据所述传感器(40)的信号对所述制动装置(30)作用到所述制动杆(2)上的制动力进行调节的电子调节装置(50)，

e)通过磁力控制的用于所述制动杆(2)的夹持装置(9)，

f)其中，所述夹持装置(9)具有将所述制动杆(2)以能控制的方式夹持在其之间的两个制动块(8)，所述两个制动块分别经由碟簧(4)支撑在所述制动装置(30)中。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二元件(20)和所述制动杆(2)以能枢转的方式布置在所述第一元件(10)上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二元件(20)相对于所述第一元件(10)以能基本上直线移动的方式布置。

4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述制动装置(30)具有至少两个电磁体(6)，借助所述至少两个电磁体，所述制动块(8)能抵抗所述碟簧(4)地从所述制动杆(2)被吸走，并且能减小所述制动块(8)对所述制动杆(2)的夹持力，其中，以电方式激活的电磁体(6)被吸向布置在所述制动装置(30)中的磁体配对件(5)。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述磁体配对件构造为固定在所述制动装置(301)中的电磁体(901)。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述磁体配对件构造为铁磁体。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述磁体配对件构造为固定在所述制动装置(309)中的永磁体(909)。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述制动装置(388)的夹持装置(98)具有以能控制的方式夹持所述制动杆(2)的一个制动块(8)，所述一个制动块经由至少一个碟簧(4)支撑在所述制动装置(388)中并且具有刚性地装配在所述制动装置(388)中的夹持块(88)。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述制动装置(388)具有电磁体(6)，借助所述电磁体，配属于所述电磁体的制动块(8)能抵抗所述碟簧(4)地从所述制动杆(2)被吸走，并且能减小制动块(8)和夹持块(88)对所述制动杆(2)的夹持力，其中，以电方式激活的电磁体(6)被吸向布置在所述制动装置(388)中的磁体配对件。

10.根据权利要求1、2、3、8、9中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一元件是车辆车身(110)，并且以能运动的方式布置在所述第一元件上的第二元件是车门(120)。

11.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述磁体配对件构造为固定在所述制动装置(309)中的置入铁磁体中的永磁体。

12.一种用于在第二元件(20)首先是静止的情况下运行根据上述权利要求中任一项所述的设备的方法，所述方法的特征在于具有以下步骤：

a)通过向所述第二元件(20)施加力使所述第二元件(20)相对于第一元件(10)运动起来，

b)借助传感器(40)来识别所述第二元件(20)的运动，获知和发送所述传感器(40)的相应的信号至电子调节装置(50)，

c)产生和发送相应于所述信号的电流信号至制动装置(30)，用以减小作用到制动杆(2)上的制动力，

d)所述第二元件(20)继续运动。

13.一种用于在第二元件(20)处于运动中的情况下运行根据上述权利要求中任一项所述的设备的方法，所述方法的特征在于具有以下步骤：

a)减小施加到所述第二元件(20)上的力，

b)借助传感器(40)来识别所述第二元件(20)的运动，并且发送所述传感器(40)的相应的信号至调节装置(50)，

c)产生和发送相应于所述信号的电流信号至制动装置(30)，用以提高作用到制动杆(2)上的制动力，

d)使所述第二元件(20)继续制动。