CN110462155A - 具有前门和后门的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

披露了一种机动车辆，该机动车辆具有至少一个车辆侧，该至少一个车辆侧的每一者上设置有前门和后门；并且披露了一种用于操作该至少一个车辆侧的相应后门中的电动马达的方法。披露了一种机动车辆(10)，该机动车辆具有至少一个车辆侧(11)，该至少一个车辆侧的每一者上设置有前门(12)和后门(13)，其中，用于机动化门功能(16)的电动马达(17)设置在该后门(13)中，并且其中，设置有控制单元(32)来操作所述马达(17)，该控制单元经由用于传递马达电流(I0)的电导体元件(33)连接到该马达(17)。还提供的是，该控制单元(32)布置在该前门(12)中并且被配置用于还控制该前门(12)的至少一个门功能(25，30)。

Description

具有前门和后门的机动车辆
本发明涉及一种机动车辆，该机动车辆具有至少一个车辆侧，该至少一个车辆侧的每一者上设置有前门和后门。至少后门具有用于机动化门功能的电动马达。本发明还包括一种用于操作该电动马达的方法。
机动车辆可以设置有四个车辆门，也就是该车辆的每一侧(右侧和左侧)上的前门和后门。电动马达可以设置在车辆门中以提供例如电动窗升降功能。此类马达可以使车辆门的窗面板在窗框架中移动或滑动。为了控制电动马达、因而为了切换其马达电流，需要控制装置。
通常，此类控制装置可以因而控制至少一个门功能，例如所述窗升降功能、后视镜、灯。这相应地使得大量电缆将控制单元连接到相应门功能(窗升降控制、后视镜、照明)上。如果每个车辆门有一个控制单元，那么这还需要特别地将每个控制单元单独连接到布置在车辆门外部的中央控制单元上。为此，例如CAN总线(CAN-控制器局域网)的通信总线的线路必须铺设至这些控制单元中的每一者。
因而，将两个控制单元设置在车辆的每一侧上(前门和后门各有一个)以及将每个控制单元连接到机动车辆的通信总线在技术上是复杂的。这使得机动车辆的生产昂贵。
本发明的目的是减小控制机动车辆的车辆门中的门功能所需的技术努力。
该目的借助于独立权利要求的主题来实现。通过从属权利要求、以下说明和附图描述了本发明的有利改进。
本发明提供一种机动车辆，其中，前门和后门在各自情况下设置在车辆的至少一侧上。用于机动化门功能的电动马达设置在后门中。为了操作马达，设置有控制单元，该控制单元经由电导体元件连接到马达以便传递马达电流。根据本发明，提供的是，用于后门的这种马达的控制单元也没有布置在后门中而是布置在前门中、并且被配置用于还控制前门的至少一个门功能。换言之，仅一个控制单元设置在车辆的每一侧上，该控制单元控制后门的机动化门功能和前门的至少一个门功能。
本发明提供的优势是，仅一个控制单元需要设置在车辆的每一侧上，并且因而，通信总线也只需要路由至车辆的每一侧上的一个控制单元。
在前门中，控制单元可以控制例如窗升降、后视镜调节、照明控制等所述门功能中的至少一个。后门不需要单独的控制单元，即特别地，没有用于控制电动马达的微控制器和半导体开关。例如，半导体开关可以由晶体管或由多个晶体管构成的电路形成。导体元件可以是例如电缆或导线，前门的控制单元经由导体元件连接到后门的电动马达。导体元件之一还可以至少部分地由机动车辆的车辆框架形成，该导体元件接着可以用作接地电势来关闭电路。
本发明还包括通过其特征提供额外优点的发展。
一个发展提供的是，该控制单元被配置用于调节切换速率或切换频率，该控制单元借助于该切换速率或切换频率根据该机动车辆的无线电接收器的当前所选的接收频率来切换该马达电流。例如，可以根据调节马达电流的平均电流强度的脉宽调制来获得切换速率。切换速率(每秒的切换操作)被调节到接收频率，其方式为使得经切换的马达电流具有时间曲线或时间信号，其基本频率和每一个谐波频率或泛音频率与无线电接收器的接收频率不同。这将防止无线电接收器的无线电接收受到干扰。无线电接收器可以是例如机动车辆的收音机。无线电接收器可以将当前设定的接收频率例如通过所述通信总线发送到直接或间接使用所述中央控制单元的控制单元。因而，发展补偿了由导体元件发射的无线电波所产生的辐射功率，该辐射功率可能是由于导体元件的长度而造成的。
为了控制或调节马达电流，控制单元可以具有用于切换马达电流的电力电子器件。此类电力电子器件可以包括例如一个或多个晶体管。还可以设置继电器，条件是不需要受控的或经调节的马达电流，而只需要在0％与100％之间切换。例如，如果后门的马达是DC马达，那么所谓的H桥可以设置用于控制DC马达。因而，导体元件之一在各自情况下经由半导体开关首先连接到机动车辆的车载电源的正电势、然后连接到负电势或接地电势。
为了控制马达进入期望的旋转位置或具有期望的速度，传感器可以设置在马达中。为了消除这种需要，一个发展提供的是该控制单元的评估装置被配置用于基于该马达电流的时间曲线来确定该马达的旋转位置和/或旋转速度和/或行程。因此，马达电流根据其时间曲线或其随时间的变化而被评估以获得关于马达的运动的信息。接着，还不需要附加传感器电缆来将后门中的传感器连接到前门中的控制单元上。所述评估装置可以设置为控制单元的微控制器的程序模块。评估装置还可以例如基于ASIC(专用集成电路)和/或使用离散电子部件的电路来实施。评估装置可以使用控制单元的电流测量值和/或电压测量值，以便记录马达电流的时间曲线。
为此，该评估装置可以被配置用于识别并且计数该时间曲线中的波，以便确定该旋转位置和/或该旋转速度和/或该行程。此类波可以是局部最大值或局部最小值或一系列局部最大值和局部最小值。可以通过比较测得的值来确定出最大值和/或最小值，从而用已知方式识别出此类波。波与马达的转子的旋转位置的变化相对应，这种变化由于马达在转子运动期间产生的变化磁阻而发生。通过对波的数量进行计数，可以确定转子的移动范围或旋转位置变化。如果在这个过程中还考虑到持续时间，就可以推导出转速。考虑到马达的几何构造，接着就可以确定马达每个波旋转多远，从而产生行程。
如果评估装置被设置用于后门并且如果前门的至少一个门功能也提供电动马达，那么根据一个发展，评估装置还可以被配置用于基于前门的马达的马达电流的时间曲线来确定所述马达的旋转位置和/或旋转速度和/或行程。因而，不需要还为前门的电动马达提供传感器来检测旋转位置和/或旋转速度和/或行程。由于所描述的发展，因此，后门的马达以及可选地前门的马达可以在没有传感器的情况下进行操作。
后门的机动化门功能特别地是电动窗升降功能。因而，后门的马达是电动窗控制器的一部分。因而，窗控制器的窗的位置可以由控制单元通过切换马达的马达电流来调节。
为了向后门的机动化门功能提供控制可能性，一个发展提供的是至少一个开关被设置在后门中用于控制马达，并且至少一个开关经由至少一个导线电连接到前门的控制单元上，以便检测在开关上执行的操作者动作。例如，至少一个开关可以是例如摇杆开关的一部分，使用者可以经由该摇杆开关使用电动窗升降功能使窗面板在后门中移动以打开窗或关闭窗。
控制单元与后门的相应门功能之间的接线与前门的门功能到控制单元的接线相比需要更长的电缆。因此，控制装置与大多数门功能一起设置在门中。换言之，该控制单元被配置用于与在该后门中相比在该前门中控制更多的门功能。
在上文描述的方式中，机动车辆可以具有设置在车辆的每一侧的前门和后门外部的中央控制单元。控制单元可以以上文描述的方式经由通信总线联接到相应车辆侧的前门的相应控制单元上。通向后门的通信总线不是必需的。因此，如果中央控制单元接着希望控制后门的门功能，那么这将经由前门的控制单元间接进行。但是，在时序要求严格的门功能情况下，这是不利的。这种时序要求严格的门功能特别地是无钥接入技术，换言之，基于无线密钥的中央锁定系统。无线密钥在这种情况下不需要由使用者操作。替代地，使用者致动前门或后门的门把手，此时，中央锁定系统确定授权的无线密钥是否可以在机动车辆的外部区域中经由无线电被检测到。如果是这种情况，那么中央锁定系统通过控制相应的锁马达来解锁车辆门。这必须在门把手的致动期间进行，使得在到达门把手的变动位置时，使用者可以实际上成功地打开车辆门，也就是说，锁马达必须及时解锁车辆门的门锁。因此，需要在非常短的时间内打开门锁的门闩，以便让被授权的人操作门把手以成功地打开门。非常短的时间在此意味着小于500ms、特别地小于200ms的时间。
一个发展提供的是中央控制单元被设置用于直接控制机动车辆的每个前门和每个后门的锁马达的锁。因而，中央控制单元被设置用于直接控制每个前门和每个后门的锁马达。因而，锁马达绕过每个前门的控制单元而由中央控制单元控制。结果是，当车辆门(前门或后门)之一的门把手被操作并且成功验证无线密钥时，接着在小于500ms、特别地小于200ms内，每个前门和每个后门的锁马达可以被激活。
本发明还包括一种用于操作机动车辆的至少一个车辆侧的相应后门中的电动马达的方法。在上文描述的方式中，一个控制单元设置在该至少一个车辆侧上、位于该车辆侧的前门中，该控制单元控制该前门的至少一个门功能但还经由电导体元件控制后门中的马达的马达电流。因而，这些导体元件中的马达电流被切换。
本发明还包括一种用于具有至少一个车辆侧的机动车辆的门控制布置，该至少一个车辆侧具有第一门和第二门。该门控制布置具有以下特征。该门控制布置具有电动马达，该电动马达设置在第二门中以便在此实施机动化门功能。该门控制布置还具有控制单元，该控制单元设置在第一门中并且操作马达，控制单元经由用于传递马达电流的电导体元件连接到马达。控制单元进一步被配置用于还控制第一门的至少一个门功能。这样做时，第一门可以是机动车辆的前门，并且第二门是后门，或反之亦然。
本发明还包括根据本发明的方法以及根据本发明的门控制布置的发展，这些发展具有已经在根据本发明的机动车辆的发展的背景下描述的特征。出于此原因，在此不再描述根据本发明的方法以及门控制布置的相应发展。
下文描述了本发明的示例性实施例。为此目的，在附图中：
图1示出了根据本发明的机动车辆的实施例的示意性展示；并且
图2示出了图1的机动车辆的示意性电路图。
下文说明的示例性实施例是本发明的优选实施例。在示例性实施例中，所描述的实施例的部件表示本发明的单独特征，这些单独特征将被彼此独立地考虑并且还彼此独立地发展本发明，并且因此还可以单独地或以除了所示组合之外的组合被认为是本发明的组成部分。此外，所描述的实施例还可以由本发明的来自已经描述的特征中的进一步特征进行补充。
在附图中，在各自情况下，功能相同的元件提供有相同的附图标记。
图1示出了机动车辆10，该机动车辆可以是汽车，特别地是客运车辆。机动车辆10可以以已知方式在一个车辆侧11上具有前门12和后门13。后门13可以具有窗面板14，该窗面板被布置成使其可以在窗框架15中滑动或移动。在后门13中，电动窗升降功能可以设置为机动化门功能16。出于这种目的，可以设置例如DC马达的电动马达17(M)。为了切换马达17，具有至少一个开关19的控制元件18可以设置在后门13中。后门13的门锁20可以具有至少一个锁马达21，以便能够用电来锁定和解锁门锁20。因此，门锁20可以是机动车辆10的中央锁定系统的部件。可以提供用于门锁20的儿童安全锁22的开关。
前门12可以具有窗面板23，该窗面板被布置成使其可以在窗框架24中滑动或移动。用于窗面板23的电动窗升降功能可以设置为机动化门功能25。出于这种目的，前门12可以提供电动马达26以及具有用于切换马达26的至少一个开关28的控制元件27。马达26的电流旋转位置和/或旋转速度可以被传感器29检测到。前门12的外部后视镜30可以具有用于使外部后视镜30的镜子旋转的电动马达31。还可以调节两个镜子之间的弯曲角度。可电动调节的外部后视镜30表示前门12的由控制单元32控制的另一个门功能。
为了控制机动化车辆功能29和外部后视镜30的马达31以及传感器29的信号的评估，前门12可以具有控制单元32，该控制单元可以具有例如微控制器和半导体开关(例如，晶体管)以便切换马达26的马达电流I1。
在机动车辆10中，可以提供的是，后门13的马达17的马达电流I0还受到前门的控制装置32的控制。出于这种目的，导体元件33(例如电缆)的路径可以从控制单元32到后门13和马达17。
但是，经由控制单元32间接联接到马达17上在激活后门13的门锁20的锁马达21时不会引入延迟。替代地，设置有中央控制单元34，该中央控制单元可以经由导体元件35直接连接到门锁20上。为马达26、17供电的正导体36和负导体37可以路由至前门12。同样，通信总线38仅需要路由至前门12、即不到后门13。
控制单元32可以经由相应的电导体元件39接线到控制元件18、即开关19上。用于儿童安全锁22的开关还可以经由导体元件39’直接接线到控制单元34上。导体元件39、39'可以各自由导线形成。
图2中再次展示了一些元件的互连。中央控制单元34可以位于或布置在车辆壳体40的每个车辆门的外部。还示出了后门13和前门12。所示出的前门12的部件是控制单元32。
所示出的后门13的部件是马达17、控制元件18、用于儿童安全锁22的开关、以及用于控制元件18的开关19的开关照明41。用于操作马达17的电功率可以经由至少一个电导体元件33从控制单元32传递到马达17。马达电流I0可以用已知方式、例如借助于脉宽调制来切换控制单元32。
用于控制元件18的开关19、开关照明41、以及儿童安全锁22的电力网可以例如经由接地电势42闭合，该接地电势可以由机动车辆10的框架形成。
凭借控制单元32例如通过测量电流I0和/或导体元件33中的电压来确定马达电流I0的时间曲线的事实，控制单元32中的评估装置43可以用于检测或跟踪马达17的转子44的旋转。这允许在不需要来自传感器的经由单个传感器导体从马达17到控制单元12的反馈45的情况下，确定出转子44的旋转位置和/或旋转速度和/或马达17以及由此窗面板14的行程位置。
至少一个导体元件43可以包括导线或电缆、或甚至多个导线或电缆。
因而，前门12的门控制器或控制单元32还同时控制后门13的功能、即机动化门功能16。有利的是，在没有传感器的情况下借助于评估装置32同时监测马达17。这去除了从马达17回到控制单元32的传感器电缆。可选地，前门的传感器29也可以被省略或省去，并且前门中的马达26也由评估装置43评估或监测。
这使得每个车辆侧11(右侧和/或左侧)仅有用于前门12和后门13的一个控制单元32。
这将减少电缆的数量，同时从两个控制单元减少到一个控制单元32。这意味着重量减少，并且节省后门13中的所需安装空间，该空间可以用于其他物品。
控制单元32可以附加地根据脉宽调制以及其切换到机动车辆40的无线电接收器45的接收频率f的切换速率来调节对电流I0的切换，该无线电接收器可以将这些信息传达给控制单元32。这意味着，在前门12与后门13之间的导体或导体元件33上，干扰辐射46只在与接收频率f不同的频率下发射。因此，脉宽调制频率被调节成使其不会在无线电接收器45中设定的接收频率f下引起干扰。这节省了昂贵的滤波器。无线电接收器45可以是例如机动车辆10的收音机。
前门12还可以具有带有锁马达(用M标记)的门锁20’，这些锁马达可以用与后门13相同的方式设计。前门12还可以具有用于从内部控制锁定机构的切换元件22'。因而，可以从外部阻止进入，也可以从内部阻止出去/进入。这意味着即使窗完全关闭，车辆也不能“正常”打开。这种功能被称为例如安全锁、死锁或双重锁。
总的来说，实例示出了可以如何借助于本发明提供一种电缆优化的门结构，其中，中央锁定由单独控制单元/中央控制单元控制。
附图标记清单
10 机动车辆
11 车辆侧
12 前门
13 后门
14 窗面板
15 门框架
16 机动化门功能
17 马达
18 控制元件
19 开关
20 门锁
20’ 门锁
21 锁马达
22 儿童安全锁
22’ 切换元件
23 窗面板
24 门框架
25 门功能
26 马达
27 控制元件
28 开关
29 传感器
30 外部后视镜
31 马达
32 控制单元
33 导体元件
34 中央控制单元
35 导体元件
36 正导体
37 负导体
38 通信总线
39’ 导体元件
40 车辆壳体
41 开关照明
42 接地电势
43 评估装置
44 转子
45 无线电接收器
46 干扰辐射
I0 马达电流
I1 马达电流

Claims (13)

1.一种机动车辆(10)，该机动车辆具有至少一个车辆侧(11)，该至少一个车辆侧的每一者上设置有前门(12)和后门(13)，其中，用于机动化门功能(16)的电动马达(17)设置在该后门(13)中，并且其中，设置有控制单元(32)来操作所述马达(17)，该控制单元经由用于传递马达电流(I0)的电导体元件(33)连接到该马达(17)，该控制单元(32)布置在该前门(12)中并且被配置用于还控制该前门(12)的至少一个门功能(25，30)。
2.如权利要求1所述的机动车辆(10)，其中，该控制单元(32)被配置用于调节切换速率，该控制单元(32)借助于该切换速率根据该机动车辆(10)的无线电接收器(45)的当前所选的接收频率(f)来切换该马达电流(I0)。
3.如前述权利要求中任一项所述的机动车辆(10)，其中，该控制单元(32)具有用于切换该马达(17)的马达电流(I0)的电力电子器件，并且该控制单元(32)的评估装置(43)被配置用于基于该马达电流(17)的时间曲线来确定该马达(17)的旋转位置和/或旋转速度和/或行程。
4.如权利要求3所述的机动车辆(10)，其中，该评估装置(43)被配置用于识别并且计数该时间曲线中的波，以便确定该旋转位置和/或该旋转速度和/或该行程。
5.如权利要求3或4所述的机动车辆(10)，其中，该前门的至少一个门功能(25)还提供电动马达(26)，并且该评估装置(43)被配置用于基于该前门(12)的马达(26)的马达电流(I1)的时间曲线来确定所述马达的旋转位置和/或旋转速度和/或行程。
6.如前述权利要求中任一项所述的机动车辆(10)，其中，该后门(13)的机动化门功能(16)是电动窗升降功能。
7.如前述权利要求中任一项所述的机动车辆(10)，其中，至少一个开关(19)设置在该后门(13)中以便切换该马达(17)，并且为了记录在该开关(19)上执行的操作者动作，该至少一个开关(19)经由至少一个导线(39)与该控制单元(32)电互连。
8.如前述权利要求中任一项所述的机动车辆(10)，其中，该控制单元(32)被配置用于与在该后门(13)中相比在该前门(12)中控制更多的门功能(26，30)。
9.如前述权利要求中任一项所述的机动车辆(10)，其中，中央控制单元(34)设置在每个车辆侧(11)的前门(12)和后门(13)的外部、用于对每个前门(12)和每个后门(13)的锁马达(21)进行锁控制。
10.一种用于具有至少一个车辆侧(11)的机动车辆(10)的门控制布置，该至少一个车辆侧具有第一门(12)和第二门(13)，该门控制布置具有以下特征：
+用于在该第二门(13)中提供机动化门功能(16)的电动马达(17)，
+用于操作该马达(17)的控制装置(32)：
-该控制装置经由用于传递马达电流(I0)的电导体元件(33)连接到该马达(17)，
-该控制装置被设置成提供在该第一门(12)中，并且
-该控制装置被配置用于控制该第一门(12)的至少一个门功能(25，30)。
11.如权利要求10所述的门控制布置，其中，该第一门是前门(12)并且该第二门是该机动车辆(10)的后门(13)。
12.如权利要求10所述的门控制布置，其中，该第二门是前门(12)并且该第一门是该机动车辆(10)的后门(13)。
13.一种用于操作机动车辆(10)的至少一个车辆侧(11)的相应后门(13)中的电动马达(17)的方法，其中，一个控制单元(32)设置在该至少一个车辆侧(11)上、位于该车辆侧(11)的前门(12)中，该控制单元控制该前门(12)的至少一个门功能(25，30)，该控制单元(32)经由电导体元件(33)控制该后门(13)中的马达(17)的马达电流(I0)。
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