CN110318631A - 无外把手式汽车车门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无外把手式汽车车门，包括车门、车锁、门外感应装置，还包括解锁机构、弧形杆、开门机构；所述车锁、解锁机构、弧形杆、开门机构均设置在驾驶室车门内；所述门外感应装置设置在车门外侧，用于输入开门信号至中控微机；所述开门机构用于驱动弧形杆相对车身运动，弧形杆推动车身产生反向力，以打开车门；本发明可通过门外感应或遥控的机构代替车门的外把手，实现与外把手同等的开门功能和安全要求，同时达到汽车外观清爽、科幻的效果。

Description

无外把手式汽车车门
技术领域
本发明属于汽车车门领域，特别是一种无外把手式汽车车门。
背景技术
目前汽车门锁普遍采用的结构为卡板式门锁，来满足各种情况下对车辆的状态的控制，汽车车门的状态可分为锁紧状态、锁止、解止状态。锁紧状态：当门锁受到关闭车门等外力作用时，锁体与锁销啮合，实现锁紧功能，此时操作内、外把手均可打开车门。锁止状态：当门锁处于全锁紧位置时，操作外锁止机构，使门锁处于锁止状态。当门锁处于锁止状态时，操作内、外把手均不能把车门打开。解止状态：解除锁止状态即为解止状态。在这几个状态的下，人员进入车辆需要借助外门把手的帮助。外门把手的功能是外开启功能(解除锁紧状态)、外锁止/解止功能(解除锁止/解止状态)和辅助拉开车门的功能。
外门把手作为一种老式的开门机构需要人工去拉开车门，与现代科技发展的背景不相吻合，呈现出一种落后感，而且外观上影响车辆整体的科幻感，对车辆设计造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无外把手式汽车车门，可通过门外感应或遥控的机构代替车门的外把手，实现与外把手同等的开门功能和安全要求，同时达到汽车外观清爽、科幻的效果。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种无外把手式汽车车门，包括车门、车锁、门外感应装置，还包括解锁机构、弧形杆、开门机构；
所述车锁、解锁机构、弧形杆、开门机构均设置在驾驶室车门内；所述门外感应装置设置在车门外侧，用于输入开门信号至中控微机；所述开门机构用于驱动弧形杆相对车身运动，弧形杆推动车身产生反向力，以打开车门。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明取消了车门的外把手，实现与外把手同等的开门功能和安全要求，减少了拉开车门的环节，使车型外观清爽，提升了车辆整体的科幻感，使车辆的设计可以更好的发挥。(2)车身与车门之间设有测距单元，用于检测车门与车身的距离，当车门与车身达到设定距离时，开门电机带动弧形杆反向移动收回，实现自动回收。
附图说明
图1为本发明的车门的解锁机构的总体安装示意图。
图2为门外感应装置安装示意图。
图3为解锁机构结构示意图。
图4为机械式开门机构结构示意图。
图5为电动式开门机构结构示意图。
图6为机械式+电动式开门机构结构示意图。
图7为锁芯结构与解锁机构连接示意图。
图8为锁芯结构背面结构示意图。
图9为电动式锁芯结构控制原理图。
图10为行程开关连接原理图。
图11为本发明的解锁机构的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
本发明的一种无外把手式汽车车门，包括车门、车锁、门外感应装置、解锁机构1、弧形杆2、开门机构；
所述车锁、解锁机构1、弧形杆2、开门机构均设置在驾驶室车门内；所述门外感应装置设置在车门外侧，用于输入开门信号至中控微机。中控微机下达指令到解锁紧机构中，控制解锁机构1拉动车锁的外开拉杆，实现车锁的解锁；所述外开拉杆是车锁的一个本部，是现有的技术，此处不再赘述。车锁解锁后，所述开门机构驱动弧形杆2相对车身运动，弧形杆2推动车身产生反向力，以打开车门。
所述车锁采用的是技术成熟的卡板式门锁，通过车锁实现解除锁紧状态、锁止、解止的功能，对于卡板式门锁只需要输入相应的传动输入即可。本发明沿用了现有的通过钥匙或者通过门外触摸感应实现锁止、解止功能的技术，本发明只需设计通过拉线7输出传动至车锁实现解除锁紧状态的功能。弧形杆2长度满足弧形杆2完全打开时车门与车身间的空隙大于10cm且小于15cm，产生的空隙便于人将手伸入，推开车门，且车门关闭时弧形2完全收回于车门内。
进一步的，所述弧形杆2伸出端部还设有第一触头3，车身上与弧形杆2接触部设有第二触头4；所述第一触头3、第二触头4均具有一定弹性，作为车门打开力量的缓冲，避免因开门力量过大伤到车门。
所述门外感应装置可以采用类似于现有的无钥匙出入功能的触摸感应系统设置两个传感元件，也可以设置采用按键的方式设置两个按键。
结合图2，主驾驶位置的车门设置的所述门外感应装置包括锁车感应元件5和解锁感应元件6；所述锁车感应元件5用于锁车，所述解锁感应元件6用于解锁和开车门。
结合图3，所述解锁机构1包括解锁电机、齿轮9、传动齿条12、第一解锁触头13、拉线7；所述解锁电机固定在车门内；解锁电机输出轴与齿轮9相连；所述齿轮9支撑在车门内；所述齿轮9与传动齿条12啮合；所述传动齿条12可在车门内滑动，用于推动第一解锁触头13；所述第一解锁触头13与车门内部结构之间设有复位弹簧15；所述拉线7一端与第一解锁触头13相连，另一端与车锁的外开拉杆相连；解锁时，所述解锁电机驱动齿轮9转动，齿轮9带动传动齿条12直线运动，传动齿条12推动第一解锁触头13，复位弹簧15压缩，第一解锁触头13带动拉线7拉动车锁的外开拉杆，实现车锁的解锁。
作为第一种实施例，结合图4，所述开门机构采用机械式，包括第二解锁触头14，拉杆8、闭锁栓17、闭锁杆18、张紧弹簧115、套筒21；所述第二解锁触头14与车门内部结构之间也设有复位弹簧15；所述拉杆8一端与第二解锁触头14相连，另一端与闭锁栓17一端相连；所述车门内部结构设有滑槽，所述闭锁栓17可沿滑槽滑动，闭锁栓17另一端与闭锁杆18一端接触；所述闭锁杆18通过转轴与车门内部结构相连；所述闭锁杆18一端与与车门内部结构之间设有张紧弹簧115，张紧弹簧115使得闭锁栓17接触；所述弧形杆2上设有闭锁卡点19；所述闭锁杆18另一端与闭锁卡点19卡合；所述弧形杆2末端设有驱动机构，所述驱动机构用于驱动弧形杆2伸出。所述驱动机构设置在套筒21内，所述套筒21通过固定座20固定在车门内。当解锁机构1完成解锁后，所述传动齿条2在解锁电机作用下继续向前运动，传动齿条2推动第二解锁触头14，第二解锁触头14带动拉杆8拉动闭锁栓17，闭锁栓17与闭锁杆18分离。在张紧弹簧115作用下，闭锁杆18转动，闭锁杆18与闭锁卡点19分离，实现对传动齿条2的解锁，驱动机构推动弧形杆2伸出，弧形杆2推动车身，实现开门。
解锁完成后，解锁电机反转，传动齿条12反向运行，在复位弹簧15作用下，第一解锁触头13、第二解锁触头14复位，使得拉线7、拉杆8复位，车锁的外开拉杆复位。当车门打开后，人上车，用车门内把手拉动车门将车门关闭，使第一触头3、第二触头4挤压，产生向后推动连杆2的力量带动闭锁卡点19和驱动机构复位。闭锁卡点19运动到闭锁杆18处，带动闭锁杆18逆时针转动，闭锁卡点19复位后，张紧弹簧115推动闭锁杆18顺时针转动复位，闭锁杆18与闭锁卡点19卡合。
所述驱动机构为储能弹簧22或液压驱动的活塞。储能弹簧22处于预压缩状态。
作为第二种实施方式，结合图6，所述开门机构采用电动式，包括开门电机、开门齿轮23；所述开门电机固定在车门内；开门电机输出轴与开门齿轮23相连；所述开门齿轮23支撑在车门内；打开车门时，中控微机控制开门电机旋转，开门齿轮23带动弧形杆2转动打开车门。
进一步的，所述车身与车门之间还设有测距单元，所述测距单元用于检测车门与车身的距离，当车门与车身达到设定距离时，所述开门机构带动弧形杆2复位。同时测距单元可设置在第一触头3、第二触头4之间，以测量与两个触头之间的距离。所述测距单元可采用红外或激光测距仪。
当车门打开时，测距单元感应到车门距离变大达到设定值时，中控微机控制开门电机反向转动，开门齿轮23带动弧形杆2反向移动收回。
作为第三种实施方式，结合图7、图8，所述开门机构采用电动式+机械式，即上述第一种实施方式和第二种实施方式的组合。
电动式+机械式开门机构在电动式的基础上在后面设置了与机械式开门机构，作为电机回路故障门无法打开时的开门能量储存。在电动式开门机构的后端设置机械式开门机构，即将机械式开门机构的弧形杆2前端设置电动式开门机构弧形杆2的后端；正常工作时，仅电动式开门机构工作，与上述第二种实施方式相同，当电动机构故障时，通过机械式开门机构的弧形杆2推动电动式开门机构的弧形杆2，实现开门。
进一步的，所述电动式开门机构的弧形杆2后端设有第三触头27；所述机械式开门机构的弧形杆2前端设有第四触头28。
作为第四种实施方式，所述开门机构采用电磁式；所述第一触头3、第二触头4内均设有电磁线圈；正常工作时，弧形杆2不动，开门时由中控电机控制第一触头3、第二触头4内电磁线圈通电，触头间产生同极磁场将车门打开，手推车门后，车门距离变大且到达设定值时，切断电流磁场消失。
作为第五种实施方式，所述开门机构采用电磁式+机械式，即在第一种实施方式的中加入第四种实施方式；正常状态采用磁力式开门机构，当汽车无电或电磁线圈回路存在问题时，其开门、关门形式同机械式相同。
本发明的解锁机构1还设有机械钥匙的锁芯结构，机械钥匙的锁芯插口藏于解锁感应元件下面，必要时可打开解锁感应元件，其设计类似于油箱门。
结合图9，所述锁芯结构包括锁芯16、连接轴15；所述连接轴15一端固定在车门内，另一端设置在齿轮9端面；所述锁芯16套在连接轴15上，可沿连接轴15轴向移动；所述连接轴15上套有复位扭簧151，此复位扭簧151位于锁芯16与齿轮9之间；所述复位弹簧15一端与锁芯16接触，另一端与连接轴15固连；所述锁芯16上设有多个插销161，所述齿轮9端面上设有多个与插销161配合的插孔10。
钥匙解锁：将钥匙插入锁芯16，转动角度1解锁止状态，此状态与现有药匙锁芯相同。顺着钥匙插入的方向按下锁芯，使锁芯背面插销161插入插孔10中转动角度2，齿轮9带动传动齿条12，传动齿条12前进先按下第一解锁触头13，通过拉线7拉动外开拉杆解除锁紧状态；锁芯背面插销161与齿轮插孔10有一定的角度差，当钥匙未转动到角度1时锁芯背面插销161无法插入到齿轮插孔10中。
当开门机构采用机械式时，锁芯转动角度3，传动齿条12继续前进按下第二解锁触头14，拉杆8拉动开门机构的闭锁栓17，弧形杆2往前运动打开车门。
当开门机构采用电动式时，结合图9、图10，所述解锁机构1包括锁芯、单刀双掷开关24、备用电池25；所述锁芯与单刀双掷开关24相连；所述备用电池25、中控微机通过单刀双掷开关24与开门电机相连；正常工作时，单刀双掷开关(24)工作在1位置，即接通状态，由中控微机回路控制。汽车电池无电时，插入钥匙带动锁芯，锁芯带动单刀双掷开关24摆动，单刀双掷开关24工作在2位置(断开状态)，即切断1回路，通过备用电池25带动开门电机转动。所述电动式开门机构保证下一次分离能量的方式是通过单刀双掷开关24和备用电池25来实现。
当开门机构采用混合式时，即采用混合有机械式的电动式和磁力式两种开门机构中，储存的机械能量只作为电动机构和磁力机构故障无法开门时，用于钥匙解锁开门使用的。当开门机构正常时，开门的功能由电动式的电机或磁力式的电磁线圈实现，不用释放机械储能。所以要保证开门机构无故障时，开门拉线8不动，故障时可通过钥匙转动使开门拉线8释放机械储能。因此在所述第一触头3、第二触头4之间设有一个行程开关26；当传动齿条12触碰第一解锁触头13后，继续前进时，触碰行程开关26，开关断开，解锁电机反向运动，当传动齿条12回到原位置时，行程开关26复位，开关接通。
图10中，行程开关位置节点对应行程开关26的原位置，行程开关在原位置时接通、往下运动时断开。图10中，开门状态开关节点对应车门的开关状态，由中控微机根据第一触头3和第二触头4之间的距离判断车门的开关状态，控制该节点的导通与开断。当车门关闭该节点断开，当车门打开时该节点在解锁电机电源反转的状态下接通。其动作过程如下：车门关闭时，行程开关位置节点在接通状态，开门状态开关节点在断开状态。若开门，解锁电机正转带动传动齿条12往左运动到解锁紧触头13，解除锁紧状态，运动到行程开关26，行程开关26往下运动，行程开关位置节点断开，电机失去电源停止转动，传动齿条12停止运动。开门机构动作使车门打开，同时电机进入反转状态(中控微机控制)。当车门打开，第一触头3与第二触头4间距离增大，中控微机判断车门为开门状态，开门状态开关节点接通，解锁电机反转，传动齿条12运动复位，行程开关26往上运动复位，行程开关位置节点在接通状态，当车门关闭时，开门状态开关节点恢复断开状态。
正常工作时，按图11中实线方向进行。通过手触摸门外感应装置，将数据信号上传至车辆中控微机中，中控微机下达指令到解锁紧机构中，解锁机构1驱动拉杆解除锁紧状态然后开门机构打开，车门转动打开。弧形杆2伸出车门10cm到15cm，人用手从车门与车身之间的缝隙推开车门，当车门打开第一触头3、第二触头4之间距离变大到设定值时，弧形杆2缩回收入无把手机构中，关闭车门开始驾驶。汽车无电时，按图2中虚线方向进行，将钥匙插入锁芯，转动角度1解锁止状态，角度2解锁紧状态，角度3打开开门机构，车门转动打开。人用手从车门与车身之间的缝隙推开车门，当车门打开第一触头3、第二触头4之间距离变大到设定值时，弧形杆2缩回收入车门中，关闭车门开始驾驶。(其中角度1<角度2<角度3)。
中控微机的控制逻辑设定为：解锁紧电机控制：解锁紧条件满足时正转，第一触头3与第二触头4距离增大时反转；开门电机控制：开门条件满足时正转，第一触头3与第二触头4距离增大时反转；为防止误碰造成车门误打开，规定解止与开门的方式为：
1)外锁止：触摸一下锁车感应元件5即可，但钥匙必须在车外。2)外解止：触摸一下解锁感应元件6即可，但钥匙必须在车门临近的范围内且只有驾驶位才可以。3)解锁紧+打开车门：任何形式的功能锁止时，在相应锁止状态未解除的状态下，任何触摸解锁感应元件6的方式都不能打开车门，即：外部打开车门功能关闭。车辆速度不为0时，外部打开车门功能同样关闭。车外解止后，若车辆的速度等于0且10秒内未发生速度变化时可以通过：连续触摸2次或长按解锁感应元件6的方式打开车门。若车辆的速度等于0但10秒内发生速度变化时，需要通过连续触摸2次+长按的方式打开车门。

Claims (10)

1.一种无外把手式汽车车门，包括车门、车锁、门外感应装置，其特征在于，还包括解锁机构(1)、弧形杆(2)、开门机构；
所述车锁、解锁机构(1)、弧形杆(2)、开门机构均设置在驾驶室车门内；所述门外感应装置设置在车门外侧，用于输入开门信号至中控微机；所述开门机构用于驱动弧形杆(2)相对车身运动，弧形杆(2)推动车身产生反向力，以打开车门。
2.根据权利要求1所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述解锁机构(1)包括解锁电机、齿轮(9)、传动齿条(12)、第一解锁触头(13)、拉线(7)；所述解锁电机固定在车门内；解锁电机输出轴与齿轮(9)相连；所述齿轮(9)支撑在车门内；所述齿轮(9)与传动齿条(12)啮合；所述传动齿条(12)可在车门内滑动，用于推动第一解锁触头(13)；所述第一解锁触头(13)与车门内部结构之间设有复位弹簧(15)；所述拉线(7)一端与第一解锁触头(13)相连，另一端与车锁的外开拉杆相连；解锁时，所述解锁电机驱动齿轮(9)转动，齿轮(9)带动传动齿条(12)直线运动，传动齿条(12)推动第一解锁触头(13)，复位弹簧(15)压缩，第一解锁触头(13)带动拉线(7)拉动车锁的外开拉杆，实现车锁的解锁。
3.根据权利要求1所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述开门机构采用机械式，包括第二解锁触头(14)，拉杆(8)、闭锁栓(17)、闭锁杆(18)、张紧弹簧(115)、套筒(21)；所述第二解锁触头(14)与车门内部结构之间也设有复位弹簧(15)；所述拉杆(8)一端与第二解锁触头(14)相连，另一端与闭锁栓(17)一端相连；所述车门内部结构设有滑槽，所述闭锁栓(17)可沿滑槽滑动，闭锁栓(17)另一端与闭锁杆(18)一端接触；所述闭锁杆(18)通过转轴与车门内部结构相连；所述闭锁杆(18)一端与与车门内部结构之间设有张紧弹簧(115)，张紧弹簧(115)使得闭锁栓17接触；所述弧形杆(2)上设有闭锁卡点(19)；所述闭锁杆(18)另一端与闭锁卡点(19)卡合；所述弧形杆(2)末端设有驱动机构，所述驱动机构用于驱动弧形杆(2)伸出；所述驱动机构设置在套筒(21)内，所述套筒(21)通过固定座(20)固定在车门内。
4.根据权利要求1所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述开门机构采用电动式，包括开门电机、开门齿轮(23)；所述开门电机固定在车门内；开门电机输出轴与开门齿轮(23)相连；所述开门齿轮(23)支撑在车门内；打开车门时，中控微机控制开门电机旋转，开门齿轮(23)带动弧形杆(2)转动打开车门。
5.根据权利要求4所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，在车身与车门之间还设有测距单元，用于检测车门与车身的距离，当车门与车身达到设定距离时，所述开门机构带动弧形杆(2)复位。
6.根据权利要求5所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述弧形杆(2)伸出端部还设有第一触头(3)，车身上与弧形杆(2)接触部设有第二触头(4)；所述第一触头(3)、第二触头(4)均具有弹性。
7.根据权利要求6所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述开门机构采用电磁式；所述第一触头(3)、第二触头(4)内均设有电磁线圈；开门时由中控微机控制第一触头(3)、第二触头(4)内电磁线圈通电，触头间产生同极磁场将车门打开，手推车门后，车门距离变大且到达设定值时，切断电流磁场消失。
8.根据权利要求3所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述开门机构采用电动式+机械式，在电动式开门机构的后端设置机械式开门机构；所述电动式包括开门电机、开门齿轮(23)；所述开门电机固定在车门内；开门电机输出轴与开门齿轮(23)相连；所述开门齿轮(23)支撑在车门内；机械式开门机构的弧形杆(2)前端设置电动式开门机构弧形杆(2)的后端。
9.根据权利要求3所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述开门机构采用电磁式+机械式，所述电磁式采用电磁线圈，正常状态产生同极磁场将车门打开，当汽车无电或电磁线圈回路存在问题时，采用机械式开门。
10.根据权利要求1所述的无外把手式汽车车门，其特征在于，所述解锁机构(1)还设有机械钥匙的锁芯结构，所述锁芯结构包括锁芯(16)、连接轴(15)；所述连接轴(15)一端固定在车门内，另一端设置在齿轮(9)端面；所述锁芯(16)套在连接轴(15)上，可沿连接轴(15)轴向移动；所述连接轴(15)上套有复位扭簧(151)，此复位扭簧(151)位于锁芯(16)与齿轮(9)之间；所述复位弹簧(15)一端与锁芯(16)接触，另一端与连接轴(15)固连；所述锁芯(16)上设有多个插销(161)，所述齿轮(9)端面上设有多个与插销(161)配合的插孔(10)。
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