CN108729793B - 车辆电动门系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的电动门系统包括连接至车辆车身的车门、车门致动器、和控制器系统，该车门致动器包含离合器和制动系统并且适于使车门在多个打开位置和完全关闭位置之间移置，该控制器系统被配置用于在确定手动车门打开或关闭操作时分离离合器。控制器系统还被配置用于在确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度时接合制动系统。控制器系统还被配置用于使制动系统在距车辆车身间隔开的距离处停止超过阈值车门关闭速度的手动车门关闭操作，重新接合离合器，以及致动电动确保功能来将车门移置至完全关闭位置。

Description

车辆电动门系统
技术领域
本公开总体上涉及用于机动车辆的电动门。更具体地，本公开涉及一种允许在电动和手动操作模式之间平滑过渡的电动门系统，并且该电动门系统还被配置用于补偿检测到的车门“过度使劲关(over-slam)”状况。
背景技术
已知车辆车门配备有允许自动打开/关闭和锁定/解锁的动力机构。这种机构尤其为非常小、受伤或残疾的个人提供了重要的便利。电动门通常保留手动操作功能，即可以手动地打开/关闭以及通过动力机构打开/关闭。但是，动力机构通常无法在电动功能和手动功能之间平滑过渡。在过快的车门关闭动作(即车门“过度使劲关”状况)期间，这可能尤其真实。如果用户试图在动力机构接合的情况下手动使劲关车门，则可能发生损坏该机构。
因此，本领域已经确定需要改进电动门机构。
发明内容
根据本文描述的目的和益处，在一方面，提供了一种用于车辆的电动门系统，其包含连接至车辆车身的车门、车门致动器、和控制器系统，该车门致动器包含离合器和制动系统并且适于在多个打开位置和完全关闭位置之间移置车门，该控制器系统被配置用于在确定手动车门打开或关闭操作时分离离合器。在实施例中，离合器是电磁离合器并且制动系统是电磁制动系统。车门致动器可以包含可操作地连接至车门限制带(checkstrap)的马达，其中离合器被设置在马达和车门限制带之间，并且制动系统被设置在马达的壳体中。电动门系统还可以包含电动确保功能(power cinch function)。
在实施例中，控制器系统至少包含车身控制模块和一个或多个电子控制模块。控制器系统可以被配置用于在确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度或力时接合制动系统。控制器系统还可以被配置用于使制动系统在距车辆车身间隔开的距离处停止超过阈值车门关闭速度的手动车门关闭操作，重新接合离合器，以及致动电动确保功能来将车门移置至完全关闭位置。
在实施例中，与控制器系统通信的一个或多个接近传感器可以与车门相关联。此外，与控制器系统通信的一个或多个位置传感器可以与车门相关联。在实施例中，控制器系统被配置用于接收从设置在车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
在另一方面，描述了一种用于控制大体上如上所述的用于车辆的电动门系统的方法。该方法包含通过控制器系统接收指示手动车门打开或关闭操作的输入，并且通过控制器系统分离电磁离合器。该方法包含在通过控制器系统确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度或力时接合电磁制动系统。该方法还包含通过控制器系统使电磁制动系统在距车辆车身间隔开的距离处停止超过阈值车门关闭速度的手动车门关闭操作，重新接合电磁离合器，以及致动电动确保功能来将车门移置至完全关闭位置。
在实施例中，该方法包含通过与车门相关联的一个或多个位置传感器确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭力或速度。该方法还可以包括将控制器系统配置用于接收从设置在车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
根据本发明，提供一种用于车辆的电动门系统，包含：
连接至车辆车身的车门；
车门致动器，车门致动器包含离合器和制动系统，并且适于在多个打开位置和完全关闭位置之间移置车门；和
控制器系统，控制器系统被配置用于在确定手动车门打开或关闭操作时分离离合器。
根据本发明的一个实施例，其中控制器系统至少包含车身控制模块和一个或多个电子控制模块。
根据本发明的一个实施例，其中离合器是电磁离合器，并且制动系统是电磁制动系统。
根据本发明的一个实施例，其中控制器系统还被配置用于在确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度时接合制动系统。
根据本发明的一个实施例，该系统还包含电动确保功能。
根据本发明的一个实施例，其中控制器系统还被配置用于使制动系统在距车辆车身间隔开的距离处停止超过阈值车门关闭速度的手动车门关闭操作，重新接合离合器，以及致动电动确保功能来将车门移置至完全关闭位置。
根据本发明的一个实施例，其中车门致动器还包含可操作地连接至车门限制带的马达。
根据本发明的一个实施例，其中离合器被设置在马达与车门限制带之间。
根据本发明的一个实施例，其中制动系统被设置在马达的壳体中。
根据本发明的一个实施例，该系统还包括与车门相关联并且与控制器系统进行通信的一个或多个接近传感器。
根据本发明的一个实施例，该系统还包括与车门相关联并且与控制器系统进行通信的一个或多个位置传感器。
根据本发明的一个实施例，其中控制器系统被配置用于接收从设置在车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
根据本发明，提供一种包括根据上述电动门系统的车辆。
根据本发明，提供一种具有电动门系统的车辆涉及的方法，该电动门系统包含车门、车门致动器、电动确保功能、和控制器系统，车门致动器包含电磁离合器和电磁制动系统并且适于在多个打开位置和完全关闭位置之间移置车门，该方法包含：
通过控制器系统接收指示手动车门打开或关闭操作的输入；和
通过控制器系统分离电磁离合器。
根据本发明的一个实施例，该方法包括将控制器系统设置为至少包含车身控制模块和一个或多个电子控制模块。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括在由控制器系统确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度时接合电磁制动系统。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括通过控制器系统使电磁制动系统在距车辆车身间隔开的距离处停止超过阈值车门关闭速度的手动车门关闭操作，重新接合电磁离合器，以及致动电动确保功能来将车门移置至完全关闭位置。
根据本发明的一个实施例，该方法包括通过控制器系统通过与车门相关联的一个或多个位置传感器确定手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括将控制器系统配置用于接收从设置在车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
根据本发明的一个实施例，该方法还包括将一个或多个接近传感器设置为与车门相关联并且与控制器系统进行通信。
在下面的描述中，显示和描述了所公开的电动门系统和附带方法的实施例。应该认识到，该系统和方法能够采用其他不同的实施例，并且其中的一些细节能够进行多种、显而易见的方面的修改，而不超出以下权利要求中所列举和描述的装置和方法。因此，附图和说明书实质上应该被看作是说明性的并非限制性的。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图说明了所公开的电动门系统和附带方法的几个方面，并且连同说明书用于说明其中的特定原理。在附图中：
图1示出了装备有根据本公开的电动门锁系统的车辆；
图2以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统打开操作的方法；
图3以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统手动打开操作的方法；
图4以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统打开操作的方法的可选实施例；
图5以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统手动打开操作的方法的可选实施例；
图6以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统关闭操作的方法；和
图7以流程图形式描述了用于根据本公开的电动门系统手动关闭操作的方法。
现在将详细参考所公开的电动门系统和附带方法的实施例，该实施例的示例在附图中说明。
具体实施方式
初步地，本公开是针对如图1所示的与电动操作的、侧铰链式车辆前后开启的摆动门结合使用的电动门系统。然而，本领域技术人员将容易理解，所描述的系统可容易地适用于任何电动操作的车门或封闭件，包括但不旨在限于滑动门、车顶铰接式车辆升降式升起或“鸥翼式”车门、升降门、掀背式车门等。因此，本实施方式不应被视为这方面的限制。
转到图1，车辆100被示出为包括根据本公开的电动门系统102。车辆100包括具有闩锁组件105并且通过至少一个铰链108附接至车辆车身106的铰接式车门104，并且还包括车门致动器110。如插图所示，车门致动器110包括离合器112和制动系统114，该车门致动器110将被描述为适于使车门104在完全关闭位置和多个打开位置之间移置。车门致动器110还包括车门限制带116。可以预计任何合适的车门限制带116设计。然而，在所描绘的实施例中，使用无磨阻或“无限大”的车门限制带116，如将理解，该无磨阻或“无限大”的车门限制带116允许在车门104完全关闭位置和车门完全打开位置之间的接近无限数量的位置或停止。
在所描绘的实施例中，离合器112是电磁离合器并且制动系统114同样是电磁制动器。然而，其他离合器和/或制动器设计在本领域中是已知的，并且预计在本文中使用。如图所示，电磁离合器112被设置在车门限制带116和车门致动器马达118之间，并且通过其使用，该马达可以与车门限制带分离，以手动操作车门104。
车门致动器马达118的轴120包括上臂122。在所描绘的实施例中，制动系统114包含安装至马达118的轴120的上臂122的第一电磁体124和安装至马达118的壳体128的第二电磁体126。如将理解，激励磁体124、126将产生用作制动器的磁场，该磁场使马达118的轴的转动减慢。
车门致动器马达118还包括附接至上臂122的一个或多个位置传感器130。在所描绘的实施例中，位置传感器130是已知设计的霍尔效应传感器，其能够确定位置并且由此确定马达轴上臂122的转动速率。如将理解，这允许确定车门104的打开/关闭速度，如将在下面描述，这允许检测和校正过快车门关闭或“过度使劲关”状况。
电动门系统102还包括控制器系统132，在所描绘的实施例中，控制器系统132是与车门电子控制单元(ECU)136有效通信的车身控制模块(BCM)134。除了与上述车门致动器110的部件有效通信之外，控制器系统132与各种传感器有效通信。这些可以不同地包括与车门104的部分(例如外后视镜140或外部车门把手142)相关联的一个或多个接近传感器138。在实施例中，可以预计使用超声波接近传感器138，但是其他合适的接近传感器在本领域中已知并且预计在本文中使用。
控制器系统132还可以与各种车门致动装置有效通信，包括但不旨在限于安装在车门上的开关144、内部车门把手146等。设置有车门电动确保系统以允许电动门系统102的“缓慢关闭”功能。这可以包括也与控制器系统132有效通信的动力致动闩锁148。
可以预计由各种装置操作电动门系统102的部件。这可以包括安装在车门上的开关144、内部车门把手146、以及上面提到的其他装置。也可以预计使用与安装在车门上的传感器152通信的各种车辆外部装置150。可以影响车门104锁定/解锁、闩锁/解闩锁、以及电源断开/接通功能的车辆外部装置150的非限制性示例包括钥匙、钥匙扣、被动进入/被动起动装置(PEPS)(所谓的“智能钥匙”)，诸如装备有功能性的作为钥匙的手机的智能手机的装置、键盘等。这种装置的功能在本领域中是众所周知的，并且不需要在此进行大量描述。
图2以流程图形式示出了用于在电动模式下打开电动门系统102的方法200。在该实施例中，通过用户使用设置在车辆100的内部中的开关144(例如安装在车门上的开关、安装在仪表板上的开关、或其他开关)已经提供了“打开车门”命令(步骤202)。在步骤204处，车门ECU 136启动设置在车门104上的一个或多个接近传感器138以使其开启。在步骤206处，一个或多个接近传感器138向车门ECU 136发送指示打开车门104的潜在障碍物的存在和/或距离的输入。车门ECU 136根据这些输入确定打开车门104安全与否(步骤208)，即，是否已经在包含车门104的一部分从完全关闭位置到完全打开位置的行驶路径的检测半径内检测到障碍物(未示出)。如果检测到障碍物，则BCM 134使车门ECU 136将门104保持在关闭位置(步骤210)。
如果没有检测到障碍物，则BCU使车门ECU 136解锁/解闩锁电动门闩锁148(步骤212)。接下来，在步骤214处，车门ECU 136启动电动门马达118/车门限制带116，并且在步骤216处确定电磁离合器112的状态。如果电磁离合器112分离，则在步骤218处，车门ECU 136使其接合。如果电磁离合器112接合，则在步骤220处，车门ECU致动马达118以延伸电动车门限制带116以将车门104打开至完全打开位置。如果在车门104打开期间的任何时刻检测到障碍物(步骤222)，则ECU接合制动系统114以防止车门继续打开(步骤224)。如果不是，则车门104打开至完全打开位置(步骤226)。
图3以流程图形式示出了用于手动打开电动门系统102的方法300。在步骤302处，用户例如通过内部释放手柄146手动地打开车门104。接下来，车门ECU确定电磁离合器112的状态(步骤304)。如果电磁离合器112接合，则在步骤306处，车门ECU使电磁离合器分离以超驰电动马达118/车门限制带116。如果电磁离合器112分离，则车门104手动打开过程继续(步骤308)。如将理解，通过确定电磁离合器112的状态并且在需要时分离离合器的这些步骤304、306，确保电动门系统102在电动操作模式和手动操作模式之间的平滑过渡。
图4以流程图的形式示出了用于以电动模式打开锁定的电动门系统102的方法400的可选实施例。在步骤402处，如上所述由车辆外部装置150提供解锁命令。在步骤404处，BCM 134认证车辆外部装置150以确保未授权的进入不被允许。如果车辆外部装置150未被认证，即发出的信号不是来自授权的装置、输入口令不正确等，则在步骤406处，BCM 134维持车门104的锁定状态。如果车辆外部装置150被授权/认证，则在步骤408处，BCM 134使车门ECU 136解锁车门104。接下来，在步骤410处，由车辆外部装置150发出“电源断开”命令输入。从该步骤开始，该方法大体上如上面图2的步骤204以及以下所描述的那样进行。
图5以流程图的形式示出了用于手动打开电动门系统102的方法500的可选实施例。在步骤502处，如上所述由车辆外部装置150提供解锁命令。在步骤504处，BCM 134认证车辆外部装置150以确保未授权的进入不被允许。如果车辆外部装置150未被认证，即发出的信号不来自授权的装置、输入口令不正确等，则在步骤506处，BCM 134维持车门104的锁定状态。如果车辆外部装置150被授权/认证，则在步骤508处，BCM 134使车门ECU 136解锁车门104。在步骤510处，用户手动致动外部车门把手142以手动打开车门。车门ECU 136确定电磁离合器112的状态(步骤512)。如果电磁离合器112接合，则在步骤514处，车门ECU 136使电磁离合器分离以超驰电动门马达118/车门限制带116。如果电磁离合器112分离，则车门104手动打开过程继续(步骤516)。再次，这确保了电动门系统102的电动操作模式和手动操作模式之间的平滑过渡。
图6以流程图形式示出了用于在电动模式下将电动门系统从完全打开位置关闭至完全关闭位置的方法600。在步骤602处，从车辆内部开关144或车辆外部装置150接收“车门关闭”输入。在步骤604处，车门ECU 136确定电磁离合器112的状态。如果电磁离合器112分离，则在步骤606处，车门ECU 136接合电磁离合器，以使得能够通过电动门马达118/车门限制带116来操作车门104。如果电磁离合器112接合，则车门104手动打开过程通过致动马达118来继续(步骤608)以使电动车门限制带116将车门关闭至距车辆车身106间隔开的距离。
当车门104由位置传感器130确定为处于距车辆车身106间隔开的距离时，由BCM134启动“缓慢关闭”功能(步骤610)。如本领域中已知，该“缓慢关闭”功能包含降低车门104的关闭速度(步骤612)。这可以通过各种手段来实现，包括但不旨在限于通过例如通过脉冲宽度调制器(PWM)降低供应至马达118的电压。随着车门104被关闭至下一距车辆车身106间隔开的距离，在BCM 134的控制下，由车门ECU 136致动电动确保功能(步骤614)。在BCM 134的控制下，电动门马达118/车门限制带116将车门104带到最终的完全关闭位置，并且电动门闩锁148由车门ECU 136致动(步骤616)。
图7以流程图形式示出了用于将电动门系统102从完全打开位置手动关闭至完全关闭位置的方法700，包括用于补偿车门“过度使劲关”状况(即在障碍物位于关闭车门的路径中的情况下，以可能会对乘员造成伤害或者对车门造成损坏的速度或力对车门104的关闭动作)的方法。在步骤702处，用户手动抓住车门104的一部分并且开始关闭。接下来，车门ECU136确定电磁离合器112的状态(步骤704)。如果电磁离合器112接合，则在步骤706处，车门ECU 136分离电磁离合器以超驰电动门马达118/车门限制带116。如果电磁离合器112分离，则车门104手动打开过程继续(步骤708)。
接下来，在步骤710处，确定车门104的关闭速度/力。这可以从位置传感器130提供为到BCM 134的输入。该输入指示用户正在关闭车门104所用的速度或力。小于预定阈值的关闭速度/力将被解释为正常的手动关闭，并且手动关闭继续进行(步骤712)。在一个可能的实施例中，0.25米/秒的关闭速度/力提供期望的阈值。然而，将容易理解，该值可以根据车门104的尺寸、重量和其他因素而改变。在步骤712处，当由位置传感器130确定车门104处于距车辆车身106间隔开的距离时，如以上图6所述的从步骤610开始的“缓慢关闭”功能继续进行，并且车门如所述(步骤712-718)那样闭合/锁定。
另一方面，如果门104关闭速度/力被确定为等于或超过预定的阈值，则车门ECU136在BCM 134的控制下使制动系统114接合以减小车门的关闭速度/力直到车门到达距车辆车身106的预定距离(步骤720)。在预定距离处，在BCM 134的控制下，通过车门ECU 136使车门104的关闭速度减小并且接合电磁离合器112(步骤722)。再次，车门104关闭速度/力可以通过例如通过脉宽调制器(PWM)减小供应至马达118的电压而减小。随着车门104被关闭至下一距车辆车身106的间隔距离，在BCM 134的控制下，如上所述的电动确保功能通过车门ECU 136被致动(步骤724)。电动确保功能使车门104进入最终的完全关闭位置，并且在BCM 134的控制下，通过车门ECU 136致动车门电动闩锁148(步骤726)。因此，即使用户过度热衷于关闭车门104所施加的力的量，也不会发生实际的使劲关车门。
如将理解，通过确认电磁离合器112分离或正在分离(步骤704)和使用制动系统114(步骤720)的这些步骤，可以实现上述手动模式和电动模式之间的平滑过渡，降低了尤其在车门104“过度使劲关”状况下电磁离合器损坏的风险。相应地，消除使劲关车门的可能性提高了声音性能和用户满意度。
根据上述教导，明显的改变以及变化是可能的。例如，所描述的系统和方法通过所描述的控制器系统与所描述的电磁离合器和电磁制动系统通信/所描述的控制器系统控制电磁离合器和电磁制动系统而方便地实施。然而，可选的离合器和制动系统设计是已知的并且预计在本文中使用。当根据所附权利要求公平地、合法地以及同等地享有的范围解释时，所有这样的变化和改变都在由所附权利要求的范围之内。

Claims (11)

1.一种用于车辆的电动门系统，包含：
连接至车辆车身的车门；
车门致动器，所述车门致动器包含离合器和制动系统，并且适于在多个打开位置和完全关闭位置之间移置所述车门；
电动确保功能；和
控制器系统，所述控制器系统被配置用于在确定手动车门打开或关闭操作时分离所述离合器，确保所述电动门系统在电动操作模式和手动操作模式之间平滑过渡，以避免所述离合器因所述手动车门打开或关闭操作而损坏，所述控制器系统还被配置用于在确定所述手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度时接合所述制动系统，所述控制器系统还被配置用于使所述制动系统在距所述车辆车身间隔开的距离处停止超过所述阈值车门关闭速度的所述手动车门关闭操作，重新接合所述离合器，以及致动所述电动确保功能来将所述车门移置至所述完全关闭位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述离合器是电磁离合器，并且所述制动系统是电磁制动系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述车门致动器还包含可操作地连接至车门限制带的马达。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述离合器被设置在所述马达与所述车门限制带之间。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述制动系统被设置在所述马达的壳体中。
6.根据权利要求1或2所述的系统，还包括与所述车门相关联并且与所述控制器系统进行通信的一个或多个位置传感器。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述控制器系统被配置用于接收从设置在所述车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测所述车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
8.一种包括根据权利要求1所述的电动门系统的车辆。
9.一种具有电动门系统的车辆涉及的方法，所述电动门系统包含连接至车辆车身的车门、车门致动器、电动确保功能、和控制器系统，所述车门致动器包含电磁离合器和电磁制动系统并且适于在多个打开位置和完全关闭位置之间移置所述车门，所述方法包含：
通过所述控制器系统接收指示手动车门打开或关闭操作的输入；
通过所述控制器系统分离所述电磁离合器，确保所述电动门系统在电动操作模式和手动操作模式之间平滑过渡，以避免所述离合器因所述手动车门打开或关闭操作而损坏；
在由所述控制器系统确定所述手动车门关闭操作超过阈值车门关闭速度时接合所述电磁制动系统；和
通过所述控制器系统使所述电磁制动系统在距所述车辆车身间隔开的距离处停止超过所述阈值车门关闭速度的所述手动车门关闭操作，重新接合所述电磁离合器，以及致动所述电动确保功能来将所述车门移置至所述完全关闭位置。
10.根据权利要求9所述的方法，包括通过所述控制器系统通过与所述车门相关联的一个或多个位置传感器确定所述手动车门关闭操作超过所述阈值车门关闭速度。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述控制器系统配置用于接收从设置在所述车辆的乘客舱中的一个或多个开关、检测所述车门的把手的手动操作的一个或多个车门把手传感器、以及一个或多个车辆外部装置接收到的车门锁定/解锁和/或打开/关闭命令。
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