CN106065752B - 机电式撑杆和允许及防止车辆的闭合构件的运动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机电式撑杆和一种使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的方法。机电式撑杆包括动力驱动单元，该动力驱动单元包括马达、导螺杆、行星齿轮组以及机电式制动组件，该行星齿轮组将马达操作性地连接至导螺杆。机电式撑杆还包括伸缩单元，该伸缩单元包括用于将导螺杆的旋转运动转换成伸缩单元的线性运动的驱动螺母和可伸展管。机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动，导螺杆在接合状态中被防止旋转以防止动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动，导螺杆在断开接合状态中被允许旋转以允许动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动。

Description

机电式撑杆和允许及防止车辆的闭合构件的运动的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年4月24日提交的序列号为62/152,256的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于打开及关闭机动车的闭合构件的机电式撑杆，并且更具体地涉及包括马达并具有机电式制动器的机电式撑杆，其中，该马达以可操作的方式联接成驱动导螺杆，该机电式制动器便于保持导螺杆处于以可释放的方式固定的位置。

背景技术

本部分提供了背景信息，其不一定是与本公开相关的发明构思的现有技术。

诸如举升门和侧门之类的机动车闭合构件提供了通向车辆的内部区域——例如，掀背车、货车和其他多用途运载车的货物区域——的方便入口。通常，举升门或侧门为手动操作的并且需要人力来使举升门或车门在打开位置与关闭位置之间移动。根据举升门或车门的尺寸和重量，这种力对于某些用户来说会比较困难。此外，手动打开或关闭举升门或侧门会很不方便，特别是当用户的手都被占用时更是如此。

已尝试减少打开及关闭举升门或侧门的力和不便。用于举升门的一个解决方案是将气压撑杆(gas strut)——也被称为主轴——枢转地安装至车辆车身和举升门两者，从而减少打开举升门所需要的力。然而，气压撑杆还阻碍了关闭举升门的努力，这是因为撑杆在举升门关闭时重新增压，从而增加了所需要的力。此外，气压撑杆的效能根据环境温度而改变。此外，气压撑杆的使用仍然要求手动地打开及关闭举升门。

用于打开及关闭车辆举升门的自动动力闭合系统在本领域中是公知的并且通常包括动力致动器，该动力致动器能够操作成直接对举升门施加力以能够实现该举升门的打开及关闭。例如，美国专利No.6,516,567公开了一种与气压撑杆串联地工作的动力致动器。该动力致动器包括安装在通过离合器联接至柔性旋转电缆的车辆车身内的马达。柔性旋转电缆驱动枢转地安装至车辆车身和举升门两者的可伸展的撑杆。因此，马达可以方便地升高及降低举升门而不需要人力。能够操作成与马达接合及断开接合的控制器单元可以连接至远程密钥卡按钮或乘客室中的按钮，从而提供附加的便利。然而，这种类型的动力致动器也不是没有其缺点的。具体地，动力致动器包括多个部件，所述多个部件中的每个部件均需要单独地组装和安装至车辆，从而增加了成本。车辆车身必须专门设计成提供用以容置马达的空间。由于可用的空间有限，因此马达较小并且需要气压撑杆的帮助。此外，由于动力致动器设计成与气压撑杆串联地工作，因此气压撑杆的效能仍然会由于温度而改变。因此，所设置的马达必须平衡成通过来自气压撑杆的不同程度的机械帮助来提供适当量的动力。

美国公开No.US 2004/0084265公开了与气压撑杆串联地工作的动力致动器的不同示例和机电式动力致动器的若干个替代性示例。这些机电式动力致动器包括电动马达和减速齿轮组，该减速齿轮组经由柔性旋转电缆联接至第二齿轮组，该第二齿轮组又经由滑动离合器联接至可旋转的活塞杆。活塞杆的旋转使得主轴传动机构使适于枢转地安装至车辆车身和举升门中的一者的可伸展的撑杆平移。滑动离合器用于允许活塞杆在对举升门施加超过该举升门的预加载荷的扭矩时相对于齿轮组旋转以适应举升门的手动操作而不损坏机电式动力致动器。更具体地，滑动离合器将齿轮组以可释放的方式联接至活塞杆，由此在常规操作期间提供了对举升门的动力式打开及关闭。然而，当给可伸展的撑杆——该可伸展的撑杆响应于举升门的过度或滥用的手动操作而试图反向驱动主轴传动机构——施加高水平的力时，滑动离合器暂时释放活塞杆与齿轮组之间的传动连接以避免对系统的机械损坏。在动力致动器中安装有用以提供抵抗举升门的重量的平衡力的螺旋压缩弹簧，这进一步增大了组件的尺寸和重量。

美国公开No.US 2012/0000304公开了一种用于使行李箱盖和举升门在打开位置与关闭位置之间移动的动力驱动机构的若干个实施方式。该动力驱动机构具有采用电动马达驱动的蜗杆齿轮组(worm gearset)以使外螺纹式起重螺旋旋转从而使可伸展的撑杆平移的偏移构型。在蜗杆齿轮组的输出齿轮与可旋转的起重螺旋之间设置有滑动离合器。此外，在马达输出轴与蜗杆齿轮组的蜗杆之间设置有联接器单元。联接器单元包括第一联接器构件、第二联接器构件和弹性星形轮，其中，该第一联接器构件固定成用于与蜗杆轴一起旋转，该第二联接器构件固定成用于与马达输出轴一起旋转，该弹性星形轮被相间错杂在从第一联接器构件和第二联接器构件延伸的指状件之间。弹性联接器提供第一联接器构件与第二联接器构件之间的轴向和周向隔离并且用于吸收马达轴与蜗杆轴之间的瞬态冲击载荷或扭转冲击载荷。

尽管当前已知的机电式驱动机构为了其预期目的而令人满意地运行，但是仍期望用于打开及关闭机动车的诸如提升门和侧门之类的闭合构件的改进的装置。

发明内容

本部分提供了本公开的总体概述而不是其全部范围或其所有特征、方面或目的的全面公开。

本公开的方面提供了一种改进的机电式撑杆，其用于机动车辆的动力闭合系统，以对闭合构件在打开位置与关闭位置之间的运动和制动进行控制。

本公开的相关方面提供了一种改进的机电式撑杆，以应用于机动车辆的动力举升门系统或侧门系统的控制运动和制动中。

本公开的另一方面提供了这样一种机电式撑杆，其包括马达，该马达布置成与齿轮箱和导螺杆以可操作的方式连接以驱动齿轮箱和导螺杆，该撑杆还包括机电式制动器，以选择性地防止导螺杆被驱动成保持该导螺杆处于以可释放的方式固定的位置中。

撑杆的机电式制动器包括第一摩擦板、第二摩擦板、弹簧构件以及电线圈，其中，第一摩擦板以可操作的方式联接至马达轴以与马达轴共同旋转。制动器具有正常的“接通位置”，其中，线圈弹簧使第二摩擦板偏置成与第一摩擦板接触，使得第二摩擦板防止第一摩擦板和马达轴旋转，这进而防止齿轮箱和导螺杆的运动。因此，通过保持导螺杆处于固定位置，机电式制动器在处于“接通位置”的同时防止相关联的车辆闭合构件的运动。

为了使导螺杆从固定位置移动至新位置以例如至少部分地打开或关闭举升门或侧门，电线圈被赋能以产生磁场。磁力拉动第二摩擦板而脱离与第一摩擦板的接触。马达也被赋能，使得第一摩擦板和马达轴旋转以驱动齿轮箱并且因此驱动导螺杆至新位置。

本发明的其他方面包括一种制造机电式撑杆的方法和一种利用机电式撑杆打开、关闭以及保持车辆闭合构件处于固定位置的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的机电式撑杆，该机电式撑杆包括动力驱动单元，该动力驱动单元以可操作的方式连接至闭合构件和机动车辆车身中的一者。动力驱动单元包括具有内表面的壳体，该内表面界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔。在腔中固定有马达，在腔中设置有导螺杆，行星齿轮组将马达的马达轴操作性地连接至导螺杆，并且机电式制动组件被操作性地连接至马达轴。机电式撑杆还包括伸缩单元，该伸缩单元以可操作的方式连接至闭合构件和机动车辆车身中的另一者。伸缩单元包括至少部分地被接纳在壳体的腔中的可伸展管，并且伸缩单元还包括驱动螺母，用于将导螺杆的旋转运动转换成伸缩单元的线性运动以使该伸缩单元在相对于壳体的缩回位置与相对于该壳体的伸出位置之间移动。机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动。马达轴和导螺杆在机电式制动组件处于接合状态时被防止旋转以防止动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动。马达轴和导螺杆在机电式制动组件处于断开接合状态时被允许旋转以允许动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动。

根据本发明的另一方面，机电式制动组件具有以可操作的方式连接至电流源的线圈组件。机电式制动组件在线圈组件通过电流的消失而被去能时保持处于接合状态，并且机电式制动组件在线圈组件被选择性地通过电流赋能时被选择性地移动至断开接合状态。

根据本发明的另一方面，机电式制动组件包括第一摩擦板和第二摩擦板。第一摩擦板和第二摩擦板在线圈组件被去能时被偏置成彼此摩擦接合，并且第一摩擦板和第二摩擦板在线圈组件被选择性地赋能时借助由线圈组件发出的磁力而移动成脱离彼此的摩擦接合。

根据本发明的另一方面，机电式制动组件包括弹簧构件，该弹簧构件在线圈组件被去能时将第一摩擦板和第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合，而在线圈组件被赋能时，弹簧力被克服以允许第一摩擦板和第二摩擦板脱离彼此的摩擦接合。

根据本发明的另一方面，伸缩单元的可伸展管为单个壁式管并且不包括平衡弹簧构件。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过所提供的机电式撑杆而允许及防止车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的方法。该机电式撑杆具有动力驱动单元和伸缩单元，其中，该动力驱动单元操作性地连接至闭合构件和机动车辆车身中的一者，该动力驱动单元包括马达、导螺杆、行星齿轮组、机电式制动组件，该行星齿轮组将马达的马达轴操作性地连接至导螺杆，该机电式制动组件以可操作的方式连接至马达轴，该伸缩单元以可操作的方式连接至闭合构件和机动车辆车身中的另一者，该伸缩单元具有可伸展管和驱动螺母，驱动螺母用于将导螺杆的旋转运动转换成该伸缩单元的线性运动以使该伸缩单元在缩回位置与伸出位置之间移动。该方法包括：选择性地命令机电式制动组件移动至接合状态以防止马达轴和导螺杆旋转并且防止动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动，以及选择性地命令机电式制动组件移动至断开接合状态以允许马达轴和导螺杆旋转并允许动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动。

根据本发明的另一方面，该方法还包括使机电式制动组件的线圈组件被去能以保持机电式制动组件处于接合状态以及通过电流使机电式制动组件的线圈组件被赋能以使机电式制动组件移动至断开接合状态。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在线圈组件被去能时使机电式制动组件的第一摩擦板和第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合以及在线圈组件被赋能时借助自线圈组件发出的磁力而使第一摩擦板和第二摩擦板移动成脱离彼此的摩擦接合。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在线圈组件被去能时通过弹簧构件使机电式制动组件的第一摩擦板和第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合。

根据本发明的另一方面，该方法还包括在经由来自电子控制单元的指令而选择性地使线圈组件被赋能时使第二摩擦板在磁力的作用下轴向地移动离开第一摩擦板。

根据本发明的另一方面，该方法还可以包括将伸缩单元的可伸展管设置为不具有平衡弹簧构件的单个管。

这些和其他替代性实施方式涉及提供一种用于机动车辆的动力闭合系统中的机电式撑杆，该机电式撑杆呈紧凑布置且具有包括附加的保持力的改善的操作。

根据本文中所提供的描述，其他的应用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例意在仅出于说明的目的而非限定本公开的范围。

附图说明

现在将仅通过示例、参照附图对本发明进行描述，在附图中：

图1是具有闭合系统的机动车辆的立体图：该闭合系统被示出为动力举升门——例如配备有至少一个动力举升门，并且被示出为一对机电式撑杆，所述一对机电式撑杆中的至少一者根据本公开的教示构造；

图2A是根据本发明的一方面构造的图1的机电式撑杆的侧视图；

图2B是根据本发明的另一方面构造的机电式撑杆的侧视图；

图2C是图2A和图2B的机电式撑杆的侧视图，其中，外壳体被从机电式撑杆移除；

图2D是大致沿着图2A的机电式撑杆的纵向中心轴线截取的横截面图；

图3是图2A和图2B的机电式撑杆的马达和制动组件的分解立体图；

图4A是图2A和图2B的机电式撑杆的制动组件被示出处于接合位置的放大横截面侧视图；以及

图4B是图2A和图2B的机电式撑杆的制动组件被示出处于断开接合位置的放大横截面侧视图。

具体实施方式

车辆——特别是客运车辆——配备有用于提供在车辆车身的限定部分内以及穿过所述限定部分的开口、通道和入口的可移动的闭合板。为了增加操作员的便利，许多车辆现在配备有用以对所有类型的闭合板——包括但不限于舱口举升门、侧门、行李箱盖和引擎罩盖(hood deck lid)、滑动门和铰接门、天窗等——的运动进行自动控制的动力操作闭合系统。出于描述清楚的目的，在本文中在动力举升门或侧门的背景下对本公开进行描述。然而，在结合附图阅读以下详细的描述时，将变得明显的是，本公开的发明构思可以应用至许多其他的系统和应用，因此，本文中所描述和所示出的具体实施方式意在是示例性的而非限制性的。

在这方面，本公开总体上涉及具有动力操作式驱动机构的机电式撑杆，该动力操作式驱动机构包括壳体、电动马达、由电动马达驱动的减速齿轮组、可旋转的动力螺杆、以可操作的方式设置在齿轮组与动力螺杆之间的联接装置、以及能够相对于壳体线性地平移的可伸展构件。

现在参照图1，机电式撑杆10的实施方式被示出为安装至机动车辆11。机电式撑杆10包括动力驱动单元12和也被称为伸缩单元16的可伸展构件，其中，动力驱动单元12包封在下文中被简单地称为壳体14的上部外壳体或管中，伸缩单元16包封在下文中被简单地称为可伸展管18的下部外壳体或管中。第一枢轴安装件20——例如，固定至撑杆10的第一端部22的10mm球头螺栓，仅为示例而非限制——枢转地安装至车辆车身的与车辆11中的内部货物区域相邻的部分。第二枢轴安装件24——例如，固定至撑杆10的第二端部26的10mm球头螺栓，仅为示例而非限制——枢转地安装至车辆11的举升门28——仅为示例而非限制。

机电式撑杆10以紧凑的、降低重量的布置——例如通过具有最小数目的部件和减小的外径或横截面积——提供了改进的操作。撑杆10包括马达-齿轮组件30，马达-齿轮组件30包括马达32、也被称为行星齿轮组34的齿轮箱、以及也被称为导螺杆36的动力螺杆。提供具有紧凑的、降低重量的布置的机电式撑杆10的能力至少部分地通过在下文中被简单地称为制动器38的一体式机电式制动组件提供。当制动器38处于其也被称为“接通位置”或“接合状态”的正常闭合位置时，制动器38提供了附加的保持力以保持动力驱动单元12和伸缩单元16相对于彼此处于轴向固定的位置或大致固定的位置。相反地，当制动器38选择性地移动至也被称为“断开位置”或“断开接合状态”的打开位置时，伸缩单元16能够相对于动力驱动单元12轴向地移动至新的轴向位置，以例如打开或关闭车辆11的举升门24或侧门——作为示例而非限制。

总体上，本公开的机电式撑杆10或撑杆10的制动器38可以用来代替在于2014年11月24日提交的美国临时专利申请no.62/083419、于2015年1月29日提交的美国临时专利申请no.62/109157、于2015年8月12日提交的美国临时专利申请no.62/204,154、于2015年6月15日提交的美国专利申请no.14/750,042以及于2015年11月11日提交的美国专利申请no.14/938,156中所公开的机电式撑杆或者分别与这些机电式撑杆结合，这些专利申请的全部内容都通过参引并入本文。这些专利申请使本公开的机电式撑杆10的各个部件相对于彼此如何起作用和本公开的撑杆10如何能够结合到车辆应用中变得清楚。

图2A至图2D中所示出的机电式撑杆10包括若干个特征和若干个特征的省略，这些特征有助于撑杆10的改进的操作、降低的重量以及紧凑的设计。除了包括机电式制动器38——机电式制动器38提供了附加的期望保持力以选择性地防止动力驱动单元12与伸缩单元16之间的相对运动——以外，示例性撑杆10不需要诸如线圈弹簧之类的平衡弹簧构件，在背景技术中所论述的撑杆的伸缩单元内或在其周围通常布置有平衡弹簧构件。平衡弹簧的省略提供了构造具有减小的直径和/或横截面积的机电式撑杆10的能力，由此允许减小撑杆10的重量，由于撑杆10的最小化的包装尺寸和平衡弹簧的材料的省略、以及将减少的外部包裹物，由此产生了紧凑的设计。

如图2A和图2D中所示，外壳体14具有带外表面40和内表面46的管状壁，外表面40沿着纵向轴线A在相对的第一端部42与第二端部44之间延伸，内表面46界定腔或室48，腔或室48定尺寸成将马达-齿轮组件30至少部分地接纳在其中。马达32和行星齿轮组34坐置在室48内。导螺杆36设置在伸缩单元16内并且联接至动力驱动单元12的输出轴50。在所示出的实施方式中，行星齿轮组34——其本身在本领域中是已知的——作为示例而非以限制的方式提供大致20:1的齿轮减速比。齿轮组34可以如通过参引并入本文的上述参考文献中的任意参考文献中所描述的方式设置，并且可以设置成具有任何期望的齿轮减速比。动力驱动单元12具有联接件52，联接件52使动力单元12能够与伸缩单元16快速且容易地附接。在第一示例性实施方式中，外壳体14的管状壁包括接合在一起的一对圆筒状的管，然而，如图2B中——图2B示出了根据本发明的另一方面构造的机电式撑杆10’——所示出的，应当认识到的是，如果需要，壳体14’的管状壁可以设置为单一的管状构件，而其他的都相同或大致相同。马达32和齿轮组34沿着轴线A定位在导螺杆36与机电式制动组件38之间，使得制动组件38设置在马达32与壳体14的第一端部42之间，并且使得马达32设置在齿轮组34与机电式制动组件38之间。替代性地，如本领域技术人员在考虑本文中的公开内容的情况下将能认识到的，如果需要，机电式制动组件38可以安装在马达22和齿轮箱24的相对侧上。

伸缩单元16包括单个壁式可伸展管18，可伸展管18沿着纵向轴线A在相对的第一端部54与第二端部56之间延伸并且具有内表面58，内表面58界定腔或室60，腔或室60定尺寸成以存在间隙的方式接纳导螺杆36。可伸展管18的一个端部54例如经由用于使部件相互连接的配合螺旋螺纹——该配合螺旋螺纹仅作为示例而非限制——刚性地连接至第二枢轴安装件24。

可伸展管18具有驱动螺母62，驱动螺母62例如经由作为示例而非限制的压配合和/或结合固定于其中或者铆接连接的方式而固定地安装在可伸展管18的室60中，并与可伸展管18的第二端部56相邻。驱动螺母62与导螺杆36螺纹地联接以将导螺杆36的旋转运动转换成伸缩单元16沿着撑杆10的纵向中心轴线A的线性运动。为了便于引导，伸缩单元16沿着轴线A与壳体14呈大体上同心的关系，环形的、低摩擦的耐磨套筒64可以经由任何适当的固定机构与导螺杆36的端部63相邻地固定。耐磨套筒64保持相对于导螺杆36轴向地固定并且便于在可伸展管18响应于驱动螺母62沿着导螺杆36的外部阳螺纹的轴向运动而轴向地平移时对可伸展管18的平滑的轴向运动进行引导。

如图3的分解图中最佳地示出的，机电式制动组件38包括制动壳体66，制动壳体66具有端部安装面68和环形外壁70，环形外壁70被示出为大致圆筒形并且界定内腔72，内腔72定尺寸成大致接纳制动组件38的各个部件。为了便于将制动组件38固定就位，端部安装面68被示出为具有多个贯通开口74，所述多个贯通开口74用于接纳穿过所述多个贯通开口74的紧固件，其中，所述紧固件可以作为示例而非以限制的方式设置为螺纹紧固件76以被螺纹地接纳到马达32的端部中(图4A至图4B)。制动组件38还包括也被称为旋转制动盘的第一摩擦板78、也被称为非旋转制动盘或滑动制动盘的第二摩擦板80、作为示例而非以限制的方式被示出为线圈弹簧82的弹簧构件、也被称为薄垫片的间隔件84、诸如线圈组件之类的电磁线圈组件86、以及线圈壳体88，电磁线圈组件86示例性地而非限制性地包括绕着绕线管89螺旋地卷绕的导电电线87并且构造成与电流源以可操的方式电连通。

线圈壳体88具有环形外壁90和中央管状柱92，中央管状柱92沿着轴线A从端壁93延伸至自由端，其中，在壁90与柱92之间延伸有用以将线圈组件86接纳在其中的圆环状腔94。线圈组件86的绕线管89具有定尺寸成用于绕着接纳柱92的外表面紧密地接纳柱92的贯通开口或通道95，并且绕线管89定尺寸成用于被紧密地接纳在线圈壳体88的腔94内。如图4A和图4B中最佳地示出的，间隔件84设置在由管状柱92的壁界定的腔或袋形区96中，使得间隔件84与端壁93抵接。弹簧构件82靠着间隔件84设置在袋形区96中，其中，弹簧构件82具有在弹簧构件82处于非偏置的、轴向地减压状态时足以沿着轴线A从管状柱92的自由端91向外轴向地延伸并且延伸超出自由端91的长度。应当认识到的是，间隔件84可以设置有期望的轴向厚度，以除了通过调节弹簧构件82的弹簧常数以外还通过调节弹簧构件82轴向地延伸超出柱92的自由端91多远来对弹簧构件82施加至第二摩擦板80的力进行调节。制动壳体66固定至马达32和/或行星齿轮组34，第一摩擦板78以可操作的方式连接成用于诸如示例性地而限制性地经由压配合、经由机械紧固件结合和/或固定的方式固定地附接至被示出为马达32的马达轴98的输入端部或第一端部97的端部以与该端部共同旋转，而被示出为马达轴98的输出端部或第二端部99的相对端部与行星齿轮组34操作性地固定地联接，从而操作性地驱动行星齿轮组34的齿轮。第二摩擦板80设置在制动壳体66中、位于第一摩擦板78与弹簧构件82之间，使得在完成组装时、且在处于“接通位置”或“接合状态”时，弹簧构件82接合第二摩擦板80并且通过施力将第二摩擦板80偏置成与第一摩擦板78接触。第二摩擦板80并非设置成用于绕轴线A旋转运动，而用于在于“接合”状态与“断开接合”状态之间的运动期间沿着轴线A滑动运动。为了便于平滑的滑动运动，第二摩擦板80被示出为具有用于与制动壳体外壁70的内表面的紧密滑动接合的多个径向向外延伸的突耳或耳状部100。为了便于在第一摩擦板78和第二摩擦板80处于“接合状态”的同时建立第一摩擦板78与第二摩擦板80之间的强的摩擦接合，第二摩擦板80被示出为具有由高摩擦系数材料形成的成形为环形的环形带102，环形带102固定在第二摩擦板80的端面中的环形槽104内。因此，环形带102从第二摩擦板80的端面轴向向外延伸以在处于“接合状态”时与第一摩擦板78的端面摩擦接合。应当认识到的是，带102可以根据需要而固定至第一摩擦板78、或者固定至第一摩擦板78和第二摩擦板80两者，以获得第一摩擦板78与第二摩擦板80之间的摩擦接合程度。还应当认识到的是，可以将任何适当的高系数材料用于带102，并且进一步应当认识到的是，第一摩擦板78和/或第二摩擦板80的端面可以根据需要为经处理的表面或者另外地为粗糙化的表面，以便于提供第一摩擦板78与第二摩擦板80之间的高摩擦度，从而保持第一摩擦板78并且防止第一摩擦板78在处于“接合状态”时旋转。制动表面的领域中的技术人员在考虑本文中的公开内容的情况下将容易地想到用于获得第一摩擦板78与第二摩擦板80之间的制动状况的许多机构，这些机构是可以想到的并且通过参引并入本文。

如图4A至图4B中所示，电引线106从电子控制单元(ECU)108延伸成与机电式撑杆10电连通，具体地为与马达32的电子板电连通——该电子板可以包括电源线和霍尔传感器引线——以及与机电式制动组件38的线圈组件86电连通。当马达32和制动器38经由来自引线106的电流而被赋能时，制动器38移动至“断开接合状态”，并且马达轴98绕轴线A旋转以驱动行星齿轮组34并且因此驱动导螺杆36，由此将驱动螺母62和可伸展管18轴向地驱动至不同的位置。例如，马达轴98可以将伸缩单元16驱动至伸出位置以打开举升门或侧门。马达轴56还可以将伸缩单元16驱动至缩回位置以关闭举升门或侧门。然而，制动器38通常处于“接合状态”以防止马达轴56、导螺杆36并且因此伸缩单元16的运动。

当机电式制动器38如图4A中所示出的处于“接合状态”时，例如当举升门28完全关闭或保持处于打开位置时，例如，线圈组件86通过去除供应至线圈组件86的电流而被去能。因此，ECU 108不给制动器38的线圈组件86提供电流或能量，并且因此由弹簧构件82给予的弹簧力将第二摩擦板80偏置成与第一摩擦板78摩擦接触以防止第一摩擦板78并且因此马达轴98绕轴线A旋转。通过防止马达轴98的旋转，制动器38还防止了行星齿轮组34和导螺杆36的旋转运动。因此，撑杆10保持了在第一端部22与第二端部26之间延伸的固定长度。

为了使制动器38断开接合并且使制动器38从“接合状态”移动至“断开接合状态”以例如打开或关闭车辆11的举升门28或侧门，例如，信号或指令选择性地发送至ECU 108。车辆11的用户可以开始向ECU 108发送信号或指令以选择性地释放制动器38，并且因此允许举升门28或车门自由地移动至新的位置，例如移动至打开或关闭位置。车辆11中或者与车辆11相关联的密钥卡、按钮、传感器或任何其他装置都可以用来向ECU 108发送信号。ECU108一接收到信号，就通过引线(或多根引线)106向线圈组件86并且还向马达32提供呈电流形式的能量。在经由流动通过线绕组87的电流使电磁线圈组件86赋能的情况下，基于安培定律而产生磁场。磁场对第二摩擦板80施加磁力，该磁力足够强大以克服弹簧构件82的弹簧力，并且因此磁力拉动第二摩擦板80并且使第二摩擦板80轴向地滑动离开第一摩擦板78并与第一摩擦板78脱离接触。通过第二摩擦板80与第一摩擦板78轴向地间隔开(图4B)，制动器38进入“断开接合”状态，由此允许第一摩擦板78、马达轴98、行星齿轮组34以及导螺杆36在外部施加的适当的力的作用下旋转。因此，一旦第二摩擦板80与第一摩擦板78断开接合，由ECU 108控制且提供至马达32的能量使得马达轴98和第一摩擦板78绕轴线A旋转。由于第二摩擦板78不再与第一摩擦板80接触，马达轴98和第一摩擦板78能够绕轴线A自由地旋转。马达轴98因此驱动行星齿轮组34和导螺杆36，这又使得驱动螺母62和伸缩单元16沿着导螺杆36平移至期望的位置。例如，在举升门28或车门关闭的情况下，马达轴98可以驱动导螺杆36，因此使得驱动螺母62和固定至驱动螺母62的可伸展管18沿着轴线A轴向地移动至举升门28或车门打开时所处的位置。在举升门28或车门打开的情况下，马达轴98可以驱动导螺杆36，因此使得驱动螺母62和固定至驱动螺母62的可伸展管18沿着轴线A轴向地移动至举升门28或车门关闭时所处的位置。一旦举升门28或车门到达打开位置、关闭位置、或其它预定的位置，就从ECU 108选择性地发送信号以停止通过引线64至马达32和线圈组件86的能量的供应，由此使线圈组件86被去能，并且因此使得来自线圈组件86的磁力消失，由此使得第二摩擦板80在弹簧构件82的偏置下移动成与第一摩擦板78摩擦接合。因此，制动器38再次进入“接合状态”以防止导螺杆36的旋转并且保持撑杆10处于固定的长度，并且因此举升门28或侧门处于期望的位置。

本公开的撑杆10还可以手动地操作。当执行手动操作时，ECU108感测来自沿着撑杆10设置的反馈传感器的运动并且以与上述动力操作相同的方式释放机电式制动器38。如果失去所有动力，例如如果车辆电池耗尽，则制动扭矩限制成允许滑动状况的最大值。这将允许用大于正常的手动力打开或关闭举升门28或车门。

本发明的上述实施方式意在为本发明的示例，并且本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的情况下对本发明进行改动和修改，这最终由与本公开相关的所允许的权利要求的最宽泛的解释来限定。

Claims (20)

1.一种机电式撑杆，所述机电式撑杆用于使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动，所述机电式撑杆包括：

动力驱动单元，所述动力驱动单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和车辆车身中的一者，所述动力驱动单元包括壳体、马达、导螺杆、行星齿轮组以及机电式制动组件，其中，所述壳体具有界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔的内表面，所述马达固定在所述腔中并且具有马达轴，所述马达轴在第一轴端部与第二轴端部之间延伸，所述导螺杆设置在所述腔中，所述行星齿轮组与所述第一轴端部联接并且与所述导螺杆联接且联接成使得所述行星齿轮组沿轴向定位在所述第一轴端部与所述导螺杆之间从而在所述马达轴与所述导螺杆之间提供齿轮减速，所述机电式制动组件与所述马达轴的所述第二轴端部联接成使得所述机电式制动组件位于所述马达的与所述行星齿轮组和所述导螺杆相反的轴向一侧；

伸缩单元，所述伸缩单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和所述车辆车身中的另一者，所述伸缩单元具有穿过所述壳体的所述第二端部至少部分地接纳在所述腔中的可伸展管，并且所述伸缩单元具有驱动螺母，用于将所述导螺杆的旋转运动转换成所述伸缩单元的线性运动以使所述伸缩单元在相对于所述壳体的缩回位置与相对于所述壳体的伸出位置之间移动，并且

所述机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述接合状态时被防止旋转从而防止所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述断开接合状态时被允许旋转从而允许所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动；并且

反馈传感器构造成沿着所述机电式撑杆感测运动，并且电子控制单元电连接至所述反馈传感器并且构造成在所述反馈传感器感测到运动时使所述机电式制动组件移动至所述断开接合状态。

2.根据权利要求1所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件具有线圈组件，所述线圈组件以可操作的方式连接至电流源，所述机电式制动组件在所述线圈组件因没有电流而被去能时保持处于所述接合状态并且在所述线圈组件因电流而被赋能时保持处于所述断开接合状态。

3.根据权利要求2所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件包括第一摩擦板和第二摩擦板，所述第一摩擦板和所述第二摩擦板在所述线圈组件被去能时被偏置成彼此摩擦接合，所述第一摩擦板和所述第二摩擦板在所述线圈组件被赋能时通过来自所述线圈组件的磁力而移动脱离彼此的摩擦接合。

4.根据权利要求3所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件包括弹簧构件，所述弹簧构件在所述线圈组件被去能时将所述第一摩擦板和所述第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合。

5.根据权利要求3所述的机电式撑杆，其中，所述第一摩擦板固定成用于与所述马达轴共同旋转。

6.根据权利要求5所述的机电式撑杆，其中，所述第二摩擦板在所述磁力的作用下轴向地移动离开所述第一摩擦板。

7.根据权利要求6所述的机电式撑杆，其中，所述第二摩擦板不旋转。

8.根据权利要求2所述的机电式撑杆，其中，所述电流源由所述电子控制单元经由电引线提供。

9.根据权利要求1所述的机电式撑杆，其中，所述马达设置在所述机电式制动组件与所述行星齿轮组之间。

10.根据权利要求1所述的机电式撑杆，其中，所述伸缩单元的所述可伸展管为单个壁式管。

11.根据权利要求1所述的机电式撑杆，其中，所述伸缩单元不具有平衡弹簧构件。

12.一种通过机电式撑杆允许及防止车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的方法，所述机电式撑杆具有动力驱动单元和伸缩单元，其中，所述动力驱动单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和车辆车身中的一者，所述动力驱动单元包括壳体、马达、导螺杆、行星齿轮组、以及机电式制动组件，其中，所述壳体具有界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔的内表面，所述马达固定在所述腔中并且具有马达轴，所述马达轴在第一轴端部与第二轴端部之间延伸，所述导螺杆设置在所述腔中，所述行星齿轮组与所述第一轴端部联接并且与所述导螺杆联接成使得所述行星齿轮组沿轴向定位在所述第一轴端部与所述导螺杆之间从而在所述马达轴与所述导螺杆之间提供齿轮减速，所述机电式制动组件与所述马达轴的所述第二轴端部联接成使得所述机电式制动组件位于所述马达的与所述行星齿轮组和所述导螺杆相反的轴向一侧，所述伸缩单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和所述车辆车身中的另一者，所述伸缩单元具有可伸展管和用于将所述导螺杆的旋转运动转换成所述伸缩单元的线性运动以使所述伸缩单元在缩回位置与伸出位置之间移动的驱动螺母，所述方法包括：

选择性地命令所述机电式制动组件移动至接合状态以防止所述马达轴和所述导螺杆旋转并且防止所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动，以及选择性地命令所述机电式制动组件移动至断开接合状态以允许所述马达轴和所述导螺杆旋转并且允许所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动；并且

通过反馈传感器沿着所述机电式撑杆感测运动，并且通过电连接至所述反馈传感器的电子控制单元在所述反馈传感器感测到运动时使所述机电式制动组件移动至所述断开接合状态。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括使所述机电式制动组件的线圈组件被去能以保持所述机电式制动组件处于所述接合状态，以及通过电流使所述机电式制动组件的所述线圈组件被赋能以使所述机电式制动组件移动至所述断开接合状态。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述线圈组件被去能时使所述机电式制动组件的第一摩擦板和第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合，以及在所述线圈组件被赋能时通过来自所述线圈组件的磁力而使所述第一摩擦板和所述第二摩擦板移动成脱离彼此的摩擦接合。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述线圈组件被去能时通过弹簧构件使所述机电式制动组件的所述第一摩擦板和所述第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述第一摩擦板固定至所述马达轴以与所述马达轴共同旋转。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括在给所述线圈组件赋能时在所述磁力的作用下使所述第二摩擦板轴向地移动离开所述第一摩擦板。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括将所述马达布置在所述机电式制动组件与所述行星齿轮组之间。

19.根据权利要求12所述的方法，还包括将所述伸缩单元的所述可伸展管设置为单个管。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述伸缩单元设置成不+具有平衡弹簧构件。

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