CN110359786B - 门锁系统、车门以及对门锁系统进行控制的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种门锁系统、车门以及对门锁系统进行控制的方法。门锁系统包括：棘轮和棘爪，它们互相配合使得所述门锁系统锁止或解锁；驱动电机，其驱动所述棘轮和/或棘爪使得所述门锁系统锁止或解锁；门锁控制模块，用于控制所述门锁系统的锁止或解锁；齿轮机构，由所述驱动电机驱动而在第一方向或第二方向上旋转；过渡杆，当所述齿轮机构在第一方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡杆，从而带动所述棘轮从半锁紧位置动作到全锁紧位置；过渡连杆，当所述齿轮机构在第二方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡连杆，通过所述过渡连杆带动棘爪连杆从而使所述棘爪与所述棘轮解锁。根据本发明的门锁系统能够方便地进行开闭。

Description

门锁系统、车门以及对门锁系统进行控制的方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种门锁系统、带有这样的门锁系统的车门以及对门锁系统进行控制的方法。

背景技术

车门作为乘客使用最多的子系统之一，为乘客提供了进出车辆的基本功能，而车门在关闭状态的保持，是通过门锁和锁扣的啮合完成的。最常用的门锁结构一般为棘轮棘爪式，通过控制棘轮和棘爪的相对位置从而将侧门保持在开启或者关闭状态。外释放或内释放机构（例如外把手、内把手）通过机械结构（一般为拉索或拉杆）连接到棘爪上，从而实现门锁开启，使用其他机构将外释放/内释放与棘爪之间的联系断开或者连接，从而实现了门锁的上保险或者解保险功能。

近年来，随着客户对汽车舒适性的要求越来越高，汽车电子相关的技术得到了快速的发展，其中被动进入技术（Passive Entry），因其极大的改变了用户的操作体验，开始在汽车上逐渐得到了普遍的应用，而门锁系统的零件，是实现被动式进入的主要组成部分。

传统的车门设计中，用户需要使用一定的力拉动释放把手，并通过拉杆或拉索等零件最终传递到棘轮棘爪上，以使两者脱离而打开车门，车门开门力的大小，直接影响着客户操作的动态感知质量。

发明内容

本发明提出一种门锁系统，其能够方便地进行开闭。

根据本发明一个方面提出的门锁系统，包括：棘轮和棘爪，它们互相配合使得所述门锁系统锁止或解锁；驱动电机，其驱动所述棘轮和/或棘爪使得所述门锁系统锁止或解锁；门锁控制模块，用于控制所述门锁系统的锁止或解锁；齿轮机构，由所述驱动电机驱动而在第一方向或第二方向上旋转；过渡杆，当所述齿轮机构在第一方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡杆，从而带动所述棘轮从半锁紧位置动作到全锁紧位置；过渡连杆，当所述齿轮机构在第二方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡连杆，通过所述过渡连杆带动棘爪连杆从而使所述棘爪与所述棘轮解锁。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，在所述棘轮处设有全锁紧位置开关，用于判断所述棘轮是否处于全锁紧位置。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，在所述棘轮处设有半锁紧位置开关，用于判断所述棘轮是否处于半锁紧位置。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，所述门锁系统包括内部释放装置，用于在车门故障时从汽车内部机械地驱动棘轮和/或棘爪，从而使得所述门锁系统解锁。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，所述门锁系统包括外部释放装置，用于在车门故障时从汽车外部机械地驱动棘轮和/或棘爪，从而使得所述门锁系统解锁。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，所述门锁系统包括分别为每个车门单独设置的电源、驱动电机和门锁控制模块，所述电源用于给所述驱动电机供电。

根据本发明一个实施方式提出的门锁系统，所述门锁系统包括玻璃下降装置，用于在车门故障时使车门玻璃下降。

根据本发明一个方面提出的对门锁系统进行控制的方法，在关门过程中，当棘轮处于半锁紧位置时，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘轮进入全锁紧位置，当棘轮处于全锁紧位置时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

根据本发明一个方面提出的对门锁系统进行控制的方法，在开门过程中，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘爪从而使棘爪与棘轮解锁，当通过全锁紧位置开关和半锁紧位置开关检测到棘爪与棘轮完全解锁时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

此外，本发明提出一种带有这样的门锁系统的车门。由于该汽车带有根据本发明的门锁系统，因此能够具有如上面所述的优点。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了被动式门锁系统内侧的结构示意图；

图2示意性显示了被动式门锁系统外侧的结构示意图；

图3示意性显示了棘轮和棘爪配合的示意图；

图4显示了根据本发明一实施方式的门锁系统的结构示意图；

图5a显示了门锁系统的锁止过程，其中，门锁处于释放位置；

图5b显示了门锁系统的锁止过程，其中，门锁处于半锁紧位置；

图5c显示了门锁系统的锁止过程，其中，门锁处于全锁紧位置；

图5d显示了门锁系统的锁止过程，其中，齿轮机构回复到中间位置；

图6a显示了门锁系统的解锁过程，其中，门锁处于初始位置；

图6b显示了门锁系统的解锁过程，其中，门锁处于释放位置；

图6c显示了门锁系统的解锁过程，其中，齿轮机构回复到中间位置；

图7显示了外部释放装置的结构示意图。

具体实施方式

一种具有电动释放和电动吸合功能的被动式汽车门锁系统参考图1、图2和图3示出，该门锁系统主要由侧门门锁2（含门锁控制模块和备用电源）、侧门门锁锁扣12、外开把手10（含把手天线和按键3），内释放按键5、外部释放装置15和16、内部释放装置13和17、遥控钥匙14、锁止按键6等组成，也包括整车的控制模块（BCM）7、门锁与按键之间的线束4、8、9等。

外部乘客手持钥匙14靠近车辆时，通过把手天线检测钥匙14发出的信号。把手天线接收到钥匙14的信号后，将该信号发送给门锁控制模块，门锁控制模块对该钥匙信号进行匹配。当钥匙信号匹配成功后，乘客手按动或者触发按键3，按键3给门锁控制模块发送开门信号，门锁控制模块接受到该信号后，给门锁内的电机212通电，门锁电机212电动驱动棘爪203，从而使棘轮202与棘爪203脱离，借助密封条反力，将侧门1推开。

乘客在车内部时，通过手按动按键5，门锁内的门锁控制模块接收到按键5的信号并进行逻辑判定。当该信号符合开门逻辑后，门锁控制模块给门锁内的电机212通电，门锁电机212电动驱动棘爪203，从而使棘轮202与棘爪203脱离，借助密封条反力，将侧门1推开。

门锁上集成了门锁控制模块，备用电容，可以在整车无电或者故障情况下实现门锁的电动释放及关闭功能。系统还包含了外部的备用释放装置15、16，也包含了内部的备用装置13、17等，可以实现在整车馈电或者故障时，通过机械操作直接驱动棘爪203，从而使棘轮202与棘爪203脱离，借助密封条反力，将侧门1推开。在车辆受到碰撞等工况时，BCM7可以接受来自整车安全气囊模块的控制信号，将玻璃下降到完全下降的状态，便于车内的人员逃生和车外人员的救援，避免因碰撞导致的整车线束损坏造成的电动门锁功能损坏。

门锁2主要通过螺栓安装在车门1上，门锁2也可以安装在车辆的B柱或者C柱上。门锁上集成了大容量电容，可以作为应急情况的解锁电源；同时在内部或者外部可以布置相应的应急解锁装置达到在无电情况下的解锁功能。门锁控制模块可以实现门锁电动功能的控制逻辑以及电源的电源管理功能，同时也可以与整车的BCM模块进行通信，从而实现多种的功能。

锁止按键6实现对系统的锁止的逻辑控制，即如果锁止按键6为锁止状态，则在内部按动按键5，则无法对系统实现解锁。如果锁止按键6为解锁状态，则在内部按动按键5，可以实现对系统解锁，从而打开车门。也可以采用在短时间内连续两次按动按键5，实现对系统解锁，从而打开车门。对于后门，有儿童安全锁需求的功能，可以屏蔽本功能，也可以通过DIC对功能进行设置。

门锁2内部集成了门锁控制模块、电机212、开关11、线束和接插件209等；线束通过注塑方式与门锁壳体成为一体，保证了密封性能。门锁壳体具备密封性能，电机212、开关11和接插件等通过装配等方式固定在门锁壳体上，并且通过过盈配合或者焊接的方式与线束等形成电路连接，连接暴露处采用灌胶的方式进行密封保护。

根据本发明一实施方式提出的门锁系统根据图4示出，所述门锁系统包括：棘轮202和棘爪203，它们互相配合使得所述门锁系统锁止或解锁；驱动电机212，其驱动所述棘轮和/或棘爪使得所述门锁系统锁止或解锁；门锁控制模块，用于控制所述门锁系统的锁止或解锁；齿轮机构213，由所述驱动电机驱动而在第一方向或第二方向上旋转；过渡杆214，当所述齿轮机构在第一方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡杆，从而带动所述棘轮从半锁紧位置动作到全锁紧位置；过渡连杆215，当所述齿轮机构在第二方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡连杆，通过所述过渡连杆带动棘爪连杆从而使所述棘爪与所述棘轮解锁。

门锁系统的锁止过程根据图5示出，其过程如下：乘客关闭车门时，只需要手动使门锁处于半锁紧位置，当棘轮202进入半锁紧位置后，棘轮棘爪的位置会触发半锁紧位置开关217，半锁信号传递给门锁控制模块，同时门锁控制模块和BCM7交换信息，门锁控制模块进行逻辑判定，符合吸合逻辑后，门锁控制模块给电机212通电，电机212推动齿轮213顺时针转动，齿轮机构213再推动过渡杆214转动，过渡杆214最终推动棘轮202从半锁紧位置到全锁紧位置。当棘轮202到全锁紧位置后，触发全锁紧位置开关218，开关218发出信号给门锁控制模块，门锁控制模块根据该信号做出逻辑判定棘轮202达到全锁紧位置后，再给电机212通反向电流，电机212推动齿轮机构213回复到初始中间位置，齿轮机构213回复到中间位置过程中，触发齿轮机构位置开关219，位置开关219发出信号给门锁控制模块，门锁控制模块接受到该信号，再逻辑判定齿轮机构213回复到正确位置后，门锁控制模块停止给电机212供电，过渡杆214在弹簧力的作用下也回复到初始位置，实现了车门的自动吸合关闭功能。

门锁系统的解锁过程根据图6示出，其过程如下：BCM7在收到需要开门的命令后，将该命令传递给门锁控制模块，门锁控制模块接受到该信号并判定符合开门逻辑后，给电机212通电，电机212推动齿轮机构213逆时针旋转，齿轮机构213推动过渡连杆215顺时针转动，过渡连杆215再推动棘爪连杆216逆时针转动，棘爪连杆216带动棘爪203脱离棘轮202，从而电动释放门锁。在电动释放过程中，棘轮202分别触发全锁紧位置开关218和半锁紧位置开关217，门锁控制模块通过上述信号判定门锁是否完全释放。当门锁完全电动释放后，门锁控制模块再给电机212通反向电流，电机212推动齿轮机构213回复到初始位置，齿轮机构213回复到中间位置过程中，触发齿轮机构位置开关219，位置开关219发出信号给门锁控制模块，门锁控制模块判定齿轮机构213回复到中间后，停止给电机212供电，过渡连杆215和棘爪连杆216在弹簧力的作用下，回复到初始中间位置，自此完成了电动释放功能。

该系统侧门门锁内置的门锁控制模块和备用电源，可以在整车电源失效的情况，接受遥控钥匙信号、内把手按键信号支持不少于50次的上锁、解锁动作；且备用电源可以通过整车电源进行充电，内置门锁控制模块可以承担门锁备用电源的充电管理模块。电源可以在无工作的情况下保持30天以上，无电的情况下可以通过整车电源对备用电源进行充电。循环充电次数大于10000次。

外把手10只需要是一个把持结构，可以单独以钣金成型形成，也可以是一个塑料或金属式不可移动外把手组成，需要在车门1开启一定角度时，拉动辅助打开车门。按键3可以安装在外把手10上，也可以直接安装在侧门钣金上。

对于门锁2安装在侧门1上，外部释放装置15和16隐藏在车门把手、通过车辆配置的工具（钥匙等）可以接触到该结构，通过转动等操作方式可以手动地接触锁止功能，使门锁开启。内释放结构13、17固定在车门门饰板上，乘客可以直接接触到该结构，直接拉动即可实现解锁。

对于门锁2安装在B柱上的系统，外部释放装置15和16也可以设置在行李厢侧，通过车辆配置的工具（钥匙等）可以接触到该结构，通过转动等操作方式可以手动地接触锁止功能，使门锁开启。内释放结构13、17可以设置在B柱、地板等，乘客在正常位置可以直接接触到该结构，直接拉动即可实现解锁。

在车辆受到碰撞等工况时，集成在整车上碰撞传感器通过CAN总线将碰撞信号传递到安全气囊模块，通过安全气囊模块通过CAN总线与BCM7通讯，迅速将车辆锁止。自接受到安全气囊15秒，碰撞过程已经完全结束，碰撞车辆处于静止状态，BCM7信号可以接受来自整车安全气囊模块的控制信号，BCM将玻璃下降到完全下降的状态，避免因为车辆的碰撞变形、车内线束的损坏，导致无法机械或者电动开启车门，为车内的人员提供另外一种逃生方式，同时便于车外人员的救援。

外部释放装置的结构根据图7示出。安装在车外部的外部释放装置通过机械钥匙的复合运动，可以实现应急状态的释放功能。对于安装在侧门上的门锁，外部释放装置可以布置在车门把手上，也可以安装在门板金或者外部的饰板上；外部释放装置通过机械钥匙匹配，可以使内部的旋转机构302旋转，通过十字键等结构带动驱动机构303，从而使拉索机构307运动，最终带动连接在门锁上的释放结构306，使门锁产生机械解锁；驱动机构303可以实现顺时针和逆时针的转动，从而可以确保释放结构306可以实现复合运动解锁，即增加系统的稳健性，确保在碰撞过程中不会导致误解锁。拉索机构307通过转盘机构，在驱动机构303里面为分体式，便于实现不论驱动机构303顺时针或者逆时针运动，都能通过拉索机构307带动释放结构306运动。

根据本发明的门锁系统可以提供舒适的开启体验：比如降低侧门开启力、开启时的声音以及开启时间；提升安全性能：可以增强门锁系统的耐惯性力能力，增强汽车在碰撞等其他惯性环境下的安全性能；功能实现的灵活性：门锁可以不受机械结构的限制，只需要通过电子逻辑增加系统功能，同时由于取消了门锁机械连接装置，可以增强系统的防盗性能；更加自由的造型支持：造型也可以实现外把手、内把手造型的自由化。

本发明还包括一种对门锁系统进行控制的方法，在关门过程中，当棘轮处于半锁紧位置时，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘轮进入全锁紧位置，当棘轮处于全锁紧位置时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

本发明还包括一种对门锁系统进行控制的方法，在开门过程中，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘爪从而使棘爪与棘轮解锁，当通过全锁紧位置开关和半锁紧位置开关检测到棘爪与棘轮完全解锁时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

本发明还包括一种车门，带有前述的任意一项或多项实施方式的门锁系统，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种门锁系统，其特征在于，所述门锁系统包括：

棘轮和棘爪，它们互相配合使得所述门锁系统锁止或解锁；

驱动电机，其驱动所述棘轮和/或棘爪使得所述门锁系统锁止或解锁；

门锁控制模块，用于控制所述门锁系统的锁止或解锁；

齿轮机构，由所述驱动电机驱动而在第一方向或第二方向上旋转；

过渡杆，当所述齿轮机构在第一方向上旋转时，所述齿轮机构驱动所述过渡杆，从而带动所述棘轮从半锁紧位置动作到全锁紧位置；

过渡连杆，当所述齿轮机构在第二方向上旋转时，所述齿轮机构直接驱动所述过渡连杆，通过所述过渡连杆带动棘爪连杆从而使所述棘爪与所述棘轮解锁。

2.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，在所述棘轮处设有全锁紧位置开关，用于判断所述棘轮是否处于全锁紧位置。

3.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，在所述棘轮处设有半锁紧位置开关，用于判断所述棘轮是否处于半锁紧位置。

4.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，所述门锁系统包括内部释放装置，用于在车门故障时从汽车内部机械地驱动棘轮和/或棘爪，从而使得所述门锁系统解锁。

5.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，所述门锁系统包括外部释放装置，用于在车门故障时从汽车外部机械地驱动棘轮和/或棘爪，从而使得所述门锁系统解锁。

6.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，所述门锁系统包括分别为每个车门单独设置的电源、驱动电机和门锁控制模块，所述电源用于给所述驱动电机供电。

7.根据权利要求1所述的门锁系统，其特征在于，所述门锁系统包括玻璃下降装置，用于在车门故障时使车门玻璃下降。

8.一种车门，其特征在于，其包含有根据权利要求1至7中任一项所述的门锁系统。

9.一种对根据权利要求1至7中任一项所述的门锁系统进行控制的方法，其特征在于，在关门过程中，当棘轮处于半锁紧位置时，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘轮进入全锁紧位置，当棘轮处于全锁紧位置时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

10.一种对根据权利要求1至7中任一项所述的门锁系统进行控制的方法，其特征在于，在开门过程中，驱动电机通过齿轮机构驱动所述棘爪从而使棘爪与棘轮解锁，当通过全锁紧位置开关和半锁紧位置开关检测到棘爪与棘轮完全解锁时，驱动电机驱动齿轮机构回复到中间位置。

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