CN109415923A - 具有门驱动器的车门装置 - Google Patents

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Abstract

一种车门装置包括：可枢转地设置在车身(10)处的车门(11)；用于电动调节车门(11)的驱动马达(22)；用于建立在车门(11)和车身(10)之间的力线的传递元件(20)，以便相对于车身调节车门(11)；和用于控制驱动马达(22)的控制装置(4)，其中控制装置(4)构成为，提供防夹保护。附加地，设有传感器装置(30‑33)，所述传感器装置呈设置在车门(11)处用于测量车门(11)的加速度的加速度传感器形式，或呈设置在车门(11)处用于测量车门(11)的角速度的陀螺传感器形式，或呈设置在车门(11)和车身(10)之间的力线中的力传感器形式，其中控制装置(4)构成为，评估传感器装置(30‑33)的传感器信号以在防夹保护情况下识别夹住情况。以该方式提供一种车门装置，所述车门装置能够以简单的方式提供用于电动地调节车门的可靠的防夹保护。

Description

具有门驱动器的车门装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的车门装置。
背景技术
这种车门装置包括：可枢转地设置在车身处的车门；用于电动调节车门的驱动马达；用于建立在车门和车身之间的力线的传递元件，以便相对于车身调节车门；和用于控制驱动马达的控制装置。
这种车门例如能够构成为车辆侧门或也构成为后盖板。车门在本文中应理解为车辆的每个盖板，所述盖板在关闭位置中封闭车辆开口。
借助驱动马达电动地在关闭位置和打开位置之间调节车门。因此，以通过控制装置控制的方式自动地进行车门的调节。
尤其在关闭车门时，必要时必须识别：物体何时处于车门的关闭路径的区域中进而在车门关闭时会被夹住。对此，控制装置构成为，提供防夹保护，在所述防夹保护情况下识别夹住情况，并且在识别到夹住情况时采取相应措施，例如使车门的运动反向。
已知用于提供防夹保护的不同的设计。
在间接的防夹保护情况下，例如能够监控驱动马达的马达电流或驱动马达的马达轴的转速。如果驱动马达的转速降到低于阈值或马达电流提高到超过阈值，那么从中能够推断出：有物体存在于车门的关闭路径中并且阻碍车门的运动(所谓的夹住情况)。借助这种间接的防夹保护，因此根据马达参数的监控进而间接地、即非直接地在要调节的车门处进行夹住情况的识别。
与之相对，在直接的防夹保护中，通过在车门处设有传感器，例如触觉传感器(例如电容式传感器)，直接在要调节的调节部件、在该情况下为车门处进行夹住情况的识别。
间接的防夹保护，例如在车窗升降驱动器中，经受住多次考验。然而对于可靠的夹住情况识别而言，间接的防夹保护的前提是：在没有显著的时间延迟的情况下，在调节部件的运动中的变化也会对被监控的参数，例如驱动马达的转速或马达电流，产生影响。这在刚性的调节系统中被确保。然而，在车门中，调节机构能够具有相对大的弹性，使得车门的调节系统必要时相对软进而在车门的运动中的变化仅时间延迟地对驱动马达的转速或马达电流产生影响。从中可能随之而来的是：在根据转速或马达电流能够推断出夹住情况之前，在物体夹在车门处时已经会出现相对大的力。
与之相对，直接的防夹保护的前提是：通过适当的传感器监控会引起夹住情况的所有面和棱边。在通常大面积的车门的情况下这会是困难的。
发明内容
本发明的目的是：提供一种车门装置，所述车门装置能够以简单的方式提供用于电动地调节车门的可靠的防夹保护。
所述目的通过具有权利要求1的特征的主题来实现。
因此，车门装置包括传感器装置，所述传感器装置呈设置在车门处用于测量车门的加速度的加速度传感器形式，或呈设置在车门处用于测量车门的角速度的陀螺传感器形式，或呈设置在车门和车身之间的力线中的力传感器形式，其中控制装置构成为，评估传感器装置的传感器信号用于识别夹住情况。
本发明基于如下思想：使用能够输出传感器信号的传感器装置，所述传感器信号能够以相对小的延迟进而与在间接的防夹保护中相比更直接地显示车门的运动或在该运动中的变化。因此，这种传感器装置能够用于通过如下方式进行防夹保护：即评估传感器信号，以便根据传感器信号推断在运动过程中车门的运动的变化并且根据该运动变化推断出：是否有物体存在于车门的运动轨迹中并且可能面临夹住情况。
借助传感器装置的传感器信号能够附加地或替选地也影响车门的控制，因此，传感器信号能够通过控制装置被评估，以便例如当用户手动作用于车门以便使其运动动时，开启运动过程。
在第一设计方案中，传感器装置构成为用于测量车门的加速度的加速度传感器。这种加速度传感器例如能够构建为压电传感器或构建为所谓的MEMS传感器(MEMS：微电子机械系统)。这种加速度传感器能够在二维平面中或也在三维空间中测量加速度。
在第二设计方案中，传感器装置能够为所谓的陀螺传感器。这种也称作为陀螺仪的陀螺传感器测量转动运动，因此其中车门能够进行围绕枢转轴线进行枢转运动，车门能够围绕所述枢转轴线相对于车身枢转。
在第三设计方案中，传感器装置也能够通过设置在车门和车身之间的力线中的力传感器构成。在此，力传感器在力线中处于驱动马达上游，使得力传感器的传感器信号能够以小的时间延迟显示在车门的调节运动中的变化。
传感器装置的传感器信号能够单独地用于提供防夹保护。因此，通过传感器装置提供的传感器信号能够通过根据车门运动的变化或根据力信号推断出是否(以高的概率)存在夹住情况的方式，根据通过传感器装置提供的传感器信号单独地推断出夹住情况。
但是也能够考虑且可行的是：控制装置附加地构成为，为了间接地识别夹住情况下，评估通过驱动马达驱动的马达轴的转速或驱动马达的马达电流。因此，控制装置除了监控在间接的防夹保护情况下的马达参数之外还考虑传感器装置的传感器信号，使得不同的信号相互组合以识别夹住情况。这使尤其可靠的防夹保护是可行的。
如果传感器装置构成为加速度传感器或构成为陀螺传感器，那么呈加速度传感器或陀螺传感器形式的所述传感器装置能够设置在车门的门模块上或者集成到位置固定地设置在车门处的控制装置中。在第一种情况下，传感器装置例如能够构成为单独的构件并且设置在门模块的门内板上。在第二种情况下，传感器装置例如集成到控制装置中进而例如集成在与控制装置的电路板相同的壳体中，必要时甚至设置在控制装置的电路板上。在此，控制装置同样能够设置在门模块的门内板上。在这两种情况下，呈加速度传感器或陀螺传感器形式的传感器装置位置固定地设置在车门处，进而在车门运动时与该车门一起运动。因此，根据传感器装置的说明车门的加速度或车门的枢转运动的传感器信号，能够直接地推断出车门的运动，其中从运动的变化中必要时能够推断出夹住情况。如果车门在关闭时例如碰撞到在车门的关闭路径中的物体，那么由此延缓车门的运动，这能够根据传感器信号来识别。
在一个具体的设计方案中，车门装置能够具有能电操纵的联接装置，所述联接装置在联接的第一状态下将驱动马达与传递元件联接，以便将用于调节车门的调节力施加到传递元件上。与之相对，联接装置在脱接的第二状态下将驱动马达与传递元件脱接，使得能够独立于驱动马达的操纵例如手动地调节车门。因此，经由联接装置能够撤销在车门和车身之间的力线，使得例如可以手动地通过用户与驱动马达的操纵无关地调节车门。
在一个实施方式中，驱动马达能够位置固定地设置在车门处。传递元件在该情况下例如能够构成所谓的限制带并且与车身铰接连接。为了调节车门，驱动马达作用于传递元件并且对其进行调节，使得传递元件能够引起在车门和车身之间的相对运动。
原则上，能够考虑并且可行的是，用于将驱动马达与传递元件耦联的不同的设计方案。例如，驱动马达能够经由小齿轮接合到传递元件的齿部中，以便通过小齿轮的转动调节驱动元件。如果驱动马达位置固定地设置在车门处并且传递元件与车身铰接连接，那么通过相对于驱动马达调节传递元件使车门相对于车身枢转。
在另一设计方案中，驱动马达例如能经由缆索传动装置与传递元件耦联。对此，可通过驱动马达驱动的驱动轴能够经由柔性的、构成用于传递拉力的耦联元件，例如拉绳、带、传动带或皮带，与传递元件耦联。耦联元件例如能够以两个端部固定在传递元件上并且围绕设置在驱动轴上的滚动元件，例如绳鼓轮敷设，使得通过滚动元件的转动，耦联元件在滚动元件上滚动并且由此相对于驱动马达调节传递元件。
在该情况下，呈力传感器形式的传感器装置例如能够设置在传递元件上并且用于测量耦联元件上的力。例如，呈力传感器形式的传感器装置能够设置在用于将耦联元件相对于传递元件张紧的张紧装置上。经由张紧装置，耦联元件的一个端部能够固定在传递元件上，其中经由张紧装置能够在耦联元件中设定拉应力。当被夹住的物体妨碍调节运动时，即作用于耦联元件上的力，车门的调节运动发生变化，这经由力传感器识别并且能够用于识别夹住情况。
在另一设计方案中，呈力传感器形式的传感器装置也能够构成为，测量驱动轴的扭转。这种传感器装置例如能够设计为无接触式的、电感式的或电容式的传感器，借助所述传感器例如测量偏心盘在驱动轴上的位置。如果经由传感器确定：在驱动轴处出现扭转，那么从中能够推断出在力线中作用于驱动轴上的力。
附图说明
下面将根据附图中示出的实施例详细阐述本发明所基于的思想。其示出：
图1示出在呈车身形式的固定部段处的呈车门形式的调节元件的示意图；
图2示出门驱动器的示意图，所述门驱动器具有驱动马达、联接装置、控制装置和用于力传递以调节车门的传递元件；
图3示出用于调节车门的门驱动器的一个实施例的视图；
图4示出门驱动器的底部组件的视图；
图5示出门驱动器的联接装置、驱动马达和传动装置的视图。
具体实施方式
图1示出车辆1的示意图，所述车辆具有车身10和经由铰链111设置在车身10上的、可围绕枢转轴线沿着打开方向O枢转的调节元件，所述调节元件呈车门11的形式。
车门11例如能够通过车辆侧门或也通过后盖板来实现。车门11在关闭位置中覆盖车身10中的车辆开口100，例如侧门开口或后盖板开口。
车门11可经由设置在门内部空间110中的驱动装置2电动地从其关闭位置运动到打开位置中，使得车门11能够以电动方式自动地运动。在图2中示意地说明且在图3至5中示出的实施例中的调节装置2具有驱动马达22，所述驱动马达经由联接装置21与传递元件20耦联，经由所述传递元件能够在车门11和车身10之间传递调节力。驱动马达22在该实施例中位置固定地设置在车门11处，而传递元件20所谓限制带式地铰接固定在一个端部200处进而可枢转地固定在车身10处。
在驱动装置2的图2和3至5中示出的实施例中，驱动马达22用于驱动呈绳鼓轮形式的驱动元件23，所述绳鼓轮经由呈柔性的、构成用于(仅)传递拉力的柔顺的牵拉元件形式的、尤其呈拉绳(例如钢绳)形式的耦联元件24与传递元件20耦联。绳鼓轮23在此例如能够支撑在纵向延伸的传递元件20上并且能够在传递元件20上滚动。
耦联元件24经由传递元件20的端部200的区域中的第一端部240并且经由第二端部201的区域中的第二端部241与传递元件20连接，并且在此围绕呈绳鼓轮形式的驱动元件23缠绕。如果驱动元件23以通过驱动马达22驱动的方式置于转动运动，那么呈牵拉元件(拉绳)形式的耦联元件24在驱动元件23上滚动，使得驱动元件23相对于传递元件20运动进而沿着传递元件20的纵向方向相对于传递元件20运动，这引起相对于车身10调节车门11。
关于此点要注意的是：驱动装置的其他结构形式也可考虑并且是可行的。例如，驱动马达22也能够驱动小齿轮，所述小齿轮与传递元件20处于啮合接合。此外，也可考虑且可行的是：驱动装置构成为具有例如可转动的螺杆的螺杆驱动器，所述螺杆与螺杆螺母接合。
联接装置21用于将驱动马达22与驱动元件23联接或与驱动元件23脱接。在联接状态下，联接装置21建立在驱动马达22和驱动元件23之间的力线，使得将驱动马达20的马达轴220的转动运动传递到驱动元件23上进而使驱动元件23置于转动运动中，以便以该方式将调节力导入传递元件20中。与之相对，在脱接状态下，驱动马达22与驱动元件23脱接，使得驱动马达22能够独立于驱动元件23并且相反驱动元件23能够独立于驱动马达22运动。在该脱接状态下，手动地调节车门11例如能够是可行的，而没有在此对驱动马达22加载力。
联接装置21还能够具有对应于滑动状态的第三联接状态，在所述滑动状态下联接元件滑动地彼此接触。在此，第一联接元件与驱动马达22的马达轴有效连接，而第二联接元件与驱动元件23有效连接。在该滑动的第三状态下，联接装置21例如能够在手动地调节车门11期间以通过联接元件彼此滑动接触的方式提供制动力。
在具体地在图3至5中示出的实施例中，驱动马达22具有马达轴220，所述马达轴在门驱动器2的运行中置于转动运动中并且与传动装置25(例如行星传动装置)有效连接。经由传动装置25，驱动轴26被驱动，呈绳鼓轮形式的驱动元件23抗转动地设置在所述轴上，使得能够通过驱动轴26的转动驱动驱动元件23，由此呈拉绳形式的耦联元件24在驱动元件23上滚动进而调节传递元件20以使车门11运动。经由传感器装置27能够在运行中确定驱动轴26的绝对位置。
经由执行器210可电操纵的联接装置21在其联接状态下建立在传动装置25和驱动轴26之间的力线，使得在联接装置21的联接状态下能够将调节力从驱动马达22传递到驱动轴26上并且经由此传递到传递元件20上。与之相对，联接装置21在其脱接状态下撤销在驱动马达22和驱动轴26之间的力线，使得能够相对于驱动马达22调节传递元件20，而驱动马达22在此不加载力。
呈拉绳形式的耦联元件24经由在传递元件20的端部200的区域中的第一端部240固定地与传递元件20连接。与之相对，耦联元件24的第二端部241经由张紧装置242与传递元件20的端部201连接。经由张紧装置242能够设定耦联元件24在传递元件20上的应力。
如示意地在图2中示出，驱动马达22的运行经由控制装置4控制，所述控制装置例如，如在图1中所示，能够设置在车门11的门模块112的门内板上。这种门内板例如能够承载车门11的不同的功能部件，例如车窗升降装置、扬声器、门锁等。控制装置4在该上下文中用于控制门驱动器2，但是除此之外也还用于控制车门11的其他的功能部件。
在车门11运动时，控制装置4必须识别：是否有物体设置在车门11的运动轨迹中，即设置在车门11在运动时扫过的空间中，以便根据这种识别尤其避免对这种物体过度的力作用。对此，控制装置4设计用于提供防夹保护，所述防夹保护用于在车门11关闭时及早地识别物体夹在车门11和车身10之间，使得这种夹住不会引起物体损坏(尤其不引起人员受伤)并且也不会引起在调节系统处的损坏。
在防夹保护情况下尤其应当识别：在车门11运动时是否在调节运动中产生变化，所述变化不通过驱动马达22引起。如果例如确定：车门11尽管力导入但仍经由驱动马达22制动，那么这能够表示物体夹在车门11和车身10之间，随后控制装置4能够采取适当的相应措施，例如停止调节运动或使车门11反向运动，即车门11重新打开一定路段。
通常，这种防夹保护通过间接地监控马达参数，例如螺母电流或马达转速来进行。如果确定：驱动马达22的马达轴220的转速降到低于阈值，那么这能够表示夹住情况，这能够相应地被评估并且能够用于采取适当的相应措施。替选地或附加地，能够监控马达电流。通常，马达电流随通过驱动马达22提供的力而升高，使得根据马达电流的升高能够推断出车门11处的力升高。如果马达电流升高超过阈值，那么从中能够推断出夹住情况，使得能够采取适当的相应措施。
通常基于：车门11的调节系统的如在图3至5中示出的机构是相对弹性的。因此，例如由于夹住情况引起的在车门11处的力升高仅在时间上延迟地引起在驱动马达22处的转速的下降或引起马达电流的升高。
因此，为了能够实现以在时间上较小的延迟识别夹住情况，例如能够在车门11处设置呈加速度传感器或陀螺传感器形式的传感器装置30，如这示意地在图1中示出。因此，经由这种传感器装置30能够直接地且以小的时间延迟推断出车门11的运动和尤其车门11的运动变化，以便从中推断出可能的夹住情况。
借助于加速度传感器测量车门11的加速度。如果车门11从其运动中被制动，那么这引起在构成为加速度传感器的传感器装置30处的加速度信号。如果(负的)加速度值大于阈值，那么从中能够推断出存在夹住情况，使得能够采取适当的相应措施。
与之相对，构成为陀螺传感器的传感器装置30测量角速度，即车门11的枢转运动。从角速度中和尤其从角速度的变化中能够识别车门11的制动，以便以该方式识别夹住情况并且必要时采取适当的相应措施。
呈加速度传感器和或陀螺传感器形式的传感器装置30位置固定地例如设置在门模块112的门内板上。在此，传感器装置30能够构成为分开的组件并且设置在门内板上。但是也能够考虑且可行的是：传感器装置30集成到控制装置4中。
在替选的设计方案中，也能够设有传感器装置31-33，所述传感器装置产生传感器信号，从所述传感器信号中能够推断出在车门11和车身10之间的力线中的力(这种传感器装置在本文中应称作为“力传感器”)。
如示意地在图4中示出，在第一变型形式中，呈力传感器形式的这种传感器装置31例如能够设置在张紧装置242处，以便测量施加在耦联元件24处的力。如果识别到在耦联元件24处的力升高，那么从中能够推断出物体可能夹在车门11和车身10之间。
在第二变型形式中，传感器装置32能够识别和测量轴26的扭转。对此，电感式的或电容式的传感器组合件321例如能够确定距偏心盘320的间距。如果偏心盘320的转动速度在调节时与马达22的转动速度不同，那么这能够表示施加在车门11处的制动力，所述制动力引起驱动轴26的扭转。从中能够推断出力并且从中必要时能够推断出夹住情况。
类似地，在第三变型形式中，传感器装置33也能够设置在呈绳鼓轮形式的驱动元件23的区域中，以便根据驱动元件23的或在驱动元件23的区域中设置在驱动轴26上的元件的转动推断出驱动轴26的扭转。
通过传感器装置31-33在力线中设置在驱动马达42上游，传感器装置31-33产生传感器信号，所述传感器信号能够以较小的时间延迟显示夹住情况。通过评估这种传感器信号，因此能够推断出夹住情况，其中所述传感器信号说明在力线中在驱动马达42上游的地点处的力。
传感器装置31-33能够每个单独地使用。但是也能够考虑且可行的是：传感器装置31-33彼此组合地使用。
传感器装置30-33的传感器信号能够单独地被评估，以便从所述传感器信号中推断出夹住情况。但是也能考虑和可行的是：在防夹保护情况下，将根据驱动马达22的转速或马达电流的间接识别与传感器装置30-33的传感器信号的评估组合，以便实现尤其可靠的夹住情况识别。
本发明所基于的思想不限于上面描述的实施例，而是原则上也能够以完全不同的方式实现。
门驱动器尤其也能够具有其他调节机构，例如通过驱动马达经由小齿轮接合与传递元件共同作用。但是门驱动器替选地也能够构成为螺杆驱动器，其中例如螺杆转动并且与螺杆螺母接合，使得通过螺杆的转动运动沿着螺杆调节螺杆螺母。
附图标记列表
1 车辆
10 固定部段(车身)
100 车辆开口
11 车门
110 门内部空间
111 门铰链
112 门模块
2 驱动装置
20 传递元件(限制带)
200、201 端部
202 铰链
21 联接装置
210 执行器
22 驱动马达
220 马达轴
23 驱动元件
24 耦联元件(拉绳)
240、241 端部
242 张紧装置
25 传动装置
26 轴
27 传感器装置
28 门模块
30-33 传感器装置
320 偏心盘
321 传感器组合件
4 控制装置
O 打开方向

Claims (9)

1.一种车门装置，其具有
-能枢转地设置在车身(10)处的车门(11)，
-用于电动地调节所述车门(11)的驱动马达(22)，
-传递元件(20)，其用于建立在所述车门(11)和所述车身(10)之间的力线，以便相对于所述车身调节所述车门(11)，和
-用于控制所述驱动马达(22)的控制装置(4)，其中所述控制装置(4)构成为，提供防夹保护
其特征在于，
设有至少一个传感器装置(30-33)，所述传感器装置呈设置在所述车门(11)处用于测量所述车门(11)的加速度的加速度传感器形式，或呈设置在所述车门(11)处用于测量所述车门(11)的角速度的陀螺传感器形式，或呈设置在所述车门(11)和所述车身(10)之间的力线中的力传感器形式，其中所述控制装置(4)构成为，评估所述传感器装置(30-33)的传感器信号用于识别夹住情况。
2.根据权利要求1所述的车门装置，其特征在于，所述控制装置(4)构成为，除了评估所述传感器装置(30-33)的传感器信号之外，为了间接识别夹住情况下，评估通过所述驱动马达(22)驱动的马达轴(220)的转速或所述驱动马达(22)的马达电流。
3.根据权利要求1或2所述的车门装置，其特征在于，呈加速度传感器或陀螺传感器形式的所述传感器装置(30)设置在所述车门(11)的门模块(112)上，或者集成到位置固定地设置在所述车门(11)处的控制装置(4)中。
4.根据上述权利要求中任一项所述的车门装置，其特征在于，设有能电操纵的联接装置(21)，所述联接装置在联接的第一状态下将所述驱动马达(22)与所述传递元件(20)联接，以便将用于调节所述车门(11)的调节力施加到所述传递元件(20)上，并且在脱接的第二状态下将所述驱动马达(22)与所述传递元件(20)脱接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的车门装置，其特征在于，所述驱动马达(22)位置固定地设置在所述车门(11)处，并且所述传递元件(20)与所述车身(10)铰接连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的车门装置，其特征在于，设有能够通过所述驱动马达(22)驱动的驱动轴(26)，所述驱动轴经由柔性的、构成用于传递拉力的耦联元件(24)与所述传递元件(20)耦联。
7.根据权利要求6所述的车门装置，其特征在于，
在所述传递元件(20)处设置有呈力传感器形式的传感器装置(31)，以测量在所述耦联元件(24)处的力。
8.根据权利要求7所述的车门装置，其特征在于，呈所述力传感器形式的所述传感器装置(31)设置在张紧装置(242)处，所述张紧装置用于相对于所述传递元件(20)张紧所述耦联元件(24)。
9.根据权利要求6所述的车门装置，其特征在于，呈所述力传感器形式的所述传感器装置(32，33)构成为，测量所述驱动轴(26)的扭转。
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