CN110566077B - 一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法，包括安装在汽车车身和汽车前盖之间的电动推杆、设置在车身的自动锁紧装置、设置在汽车前盖上的锁环，控制器以及控制按键；所述自动锁紧装置用于自动锁紧锁环；所述控制按键、电动推杆、自动锁紧装置均与控制器电性连接，所述控制器通过控制按键的信号控制电动推杆的伸缩以及自动锁紧装置的锁紧或解锁以实现汽车前盖的电动开闭。该汽车电动前盖开闭系统及其控制方法能够实现前备箱盖的自动化锁紧关闭和完全打开，不再需要手动触碰前备箱盖，提高车主操作的便利性，避免了因长期手动按压前备箱盖造成前备箱盖损坏或在炎热、寒冷、雨雪等极端天气触碰前备箱盖造成手部损伤。

Description

一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法。

背景技术

目前，一些电动汽车或油动跑车为了使车辆结构更加紧凑，汽车的驱动装置并没有设置在汽车的车前盖下方，从而可把车前盖下方作为前备箱(即行李箱)使用，，所以需要经常对车前盖进行打开或关闭以实现物品的存放，现有的汽车前备箱盖的主要是用气弹簧作为开闭的支撑工具，在打开前盖时，解锁前盖，然后还要手动拉起前盖并并在气弹簧作用下将尾门支撑住；而前盖关闭锁紧时，前盖上的锁环抵压在车身的锁紧装置处，还需要通过手动按压使前备箱盖的锁环与锁紧装置的锁扣扣紧完成上锁。由此可见，这种汽车前备箱盖的打开和关闭存在以下不足：1.自动化程度低；2.手动按压上锁时间长了之后，由于两只手用力习惯原因造成前备箱盖有形变，造成前备箱损坏；3.手拿有其他物品时，不便于关闭前备箱；4.夏天手动按压前备箱盖容易烫伤手部。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法，旨在自动完成车前盖的完全打开和关闭锁紧，提高车主使用的便利性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种汽车电动前盖开闭系统，包括安装在汽车车身和汽车前盖之间的电动推杆、设置在车身的自动锁紧装置、设置在汽车前盖上的锁环，控制器以及控制按键；所述自动锁紧装置用于自动锁紧锁环；所述控制按键、电动推杆、自动锁紧装置均与控制器电性连接，所述控制器通过控制按键的信号控制电动推杆的伸缩以及自动锁紧装置的锁紧或解锁以实现汽车前盖的电动开闭。

所述电动推杆设置有两个，两个电动推杆对称设置且分别位于车身两侧，每个电动推杆的一端部与车前盖中部铰接，另一端部与车身铰接。

所述自动锁紧装置包括竖直设置在车身上的基板、可转动地设置在基板上且能够相互锁紧的第一锁扣和锁头、固定设置在基板上且可被第一锁扣触发的传感器、设置在基板上的第一锁扣牵引装置和锁头牵引装置、用于对第一锁扣提供回复力的第一弹性元件、用于对锁头提供回复力的第二弹性元件，所述第一锁扣设置有用于限制锁环活动的凹口，该第一锁扣牵引装置用于拉动第一锁扣摆动实现第一锁扣与锁头的锁紧和松开；该锁头牵引装置用于拉动锁头摆动实现解锁；所述传感器、第一锁扣牵引装置、锁头牵引装置均与控制器电性连接。

所述基板上开设有一个用于锁环进入的插口，所述锁头为Z型的曲柄，曲柄的一端与基板转动连接，另一端设置有与锁头牵引装置连接的连接板，所述曲柄上开设有限位口，所述第一锁扣包括鸟嘴状的锁紧板和用于限制锁环活动的扣紧板，锁紧板和扣紧板一体成型，所述凹口设置在扣紧板上，所述锁紧板能够卡入限位口中实现锁紧。

所述第一锁扣牵引装置包括与第一锁扣连接的L形板、与L形板连接的第一拉头、与第一拉头连接的第一拉索和套设于第一拉索上的第一索套、基板上设置有用于安装第一索套的支座以及用于牵引第一拉索的第一驱动装置。

所述第一索套通过拉索调节机构与支座连接，所述拉索调节机构包括具有螺纹段和连接段的连接管，所述螺纹段和连接段相互连接且均为中空设置，该连接段与第一索套连接，所述支座上有开设有一个用于安装连接管的U型口，该螺纹段卡入该U型口中并通过螺母与支座固定连接，第一拉索的端部从螺纹段伸出并与第一拉头固定连接。

所述第一驱动装置包括外壳，可转动地设置在外壳内部的绕索盘，以及用于驱动绕索盘转动的驱动电机，所述绕索盘和驱动电机通过传动机构连接，所述第一索套与外壳连接，所述第一拉索远离支座的一端绕设在绕索盘上并随绕索盘转动实现牵引。

所述绕索盘上还绕设有应急拉索，所述应急拉索远离绕索盘的一端设置有拉环。

所述锁头牵引装置包括第二拉索、套设于第二拉索上的第二索套、与第二索套连接的固定管、设置在所述第二拉索的端部的第二拉头以及用于牵引第二拉索的第二驱动装置，所述连接板上设置有用于安装第二拉头的凹槽，该固定管与基板卡扣连接。

汽车电动前盖开闭系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

SOO1:按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制锁头牵引装置运动，牵引锁头朝远离第一锁扣的方向摆动，锁头与第一锁扣分离实现解锁；

SOO2:控制器控制电动推杆的输出端伸出，推动汽车前盖完全打开；

S003:车主再次按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制电动推杆的输出端缩回，牵引汽车前盖关闭；

S004:汽车前盖上的锁环随重力抵压并推动第一锁扣；

S005,第一锁扣触发传感器，使传感器反馈信号至控制器，然后控制器控制第一锁扣牵引装置运动，使第一锁扣牵引装置拉动牵引第一锁扣摆动，使第一锁扣和锁头相互卡合实现锁紧，所述第一锁扣扣紧锁环在凹口中。

有益效果：

本发明提供了一种汽车电动前盖开闭系统及其控制方法，与现有技术相比，汽车前盖需要打开时，车主按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制锁头牵引装置运动，牵引锁头朝远离第一锁扣的方向摆动，锁头与第一锁扣分离；控制器控制电动推杆的输出端伸出，推动汽车前盖完全打开；汽车前盖需要关闭时，车主再次按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制电动推杆的输出端缩回，牵引汽车前盖关闭；汽车前盖上的锁环随重力抵压并推动第一锁扣；第一锁扣触发传感器，使传感器反馈信号至控制器，然后控制器控制第一锁扣牵引装置运动，使第一锁扣牵引装置拉动牵引第一锁扣摆动，使第一锁扣和锁头相互卡合，从而把锁环牢固扣紧在第一锁扣的凹口中。可见，该汽车电动前盖开闭系统能够实现前备箱盖的自动化锁紧关闭和完全打开，不再需要手动触碰前备箱盖，提高车主操作的便利性，避免了因长期手动按压前备箱盖造成前备箱盖损坏或在炎热、寒冷、雨雪等极端天气触碰前备箱盖造成手部损伤。。

附图说明

图1为本发明提供的汽车电动前盖开闭系统的实体结构示意图。

图2为本发明提供的汽车电动前盖开闭系统中，自动锁紧装置在解锁状态的结构示意图。

图3为本发明提供的汽车电动前盖开闭系统中，自动锁紧装置在在锁紧状态的结构示意图。

图4为本发明提供的汽车电动前盖开闭系统中，第一锁扣牵引装置的结构示意图。

图5为本发明提供的汽车电动前盖开闭系统中，L形块的立体图。

具体实施方式

本发明提供一种汽车电动前盖开闭系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1-图5，本发明提供一种汽车电动前盖开闭系统，包括安装在汽车车身A和汽车前盖B之间的电动推杆1、设置在车身的自动锁紧装置2、设置在汽车前盖上的锁环3，控制器C以及控制按键D；所述自动锁紧装置2用于自动锁紧锁环3；所述控制按键D、电动推杆1、自动锁紧装置2均与控制器C电性连接，所述控制器C通过控制按键D的信号控制电动推杆1的伸缩以及自动锁紧装置2的锁紧或解锁以实现汽车前盖B的电动开闭。此处，所述控制按键D可为设置在汽车内部饰板上的按键，也可为车钥匙上的按键，也可为与控制器实现无线信号传输(如蓝牙、手机APP)的遥控器。该控制器安装在车身上，所述控制器优选为单片机，单片机型号为STM89C52，该单片机由原车的电源供电。

具体的，为了提高车前盖开闭的平稳性，所述电动推杆1设置有两个，两个电动推杆对称设置且分别位于车身两侧，每个电动推杆的一端部与车前盖中部铰接，另一端部与车身铰接。所述电动推杆可从市场购置，可选用由NAKIN公司提供的直线型电动推杆，结构紧凑，便于安装，适用性好。

具体的，请参阅图2和图3，所述自动锁紧装置2包括竖直设置在车身上的基板21、可转动地设置在基板上且能够相互锁紧的第一锁扣22和锁头23、固定设置在基板21上且可被第一锁扣触发的传感器24、设置在基板21上的第一锁扣牵引装置4和锁头牵引装置5、用于对第一锁扣提供回复力的第一弹性元件61、用于对锁头提供回复力的第二弹性元件62，所述第一锁扣22设置有用于限制锁环23活动的凹口22.3，该第一锁扣牵引装置4用于拉动第一锁扣22摆动实现第一锁扣22与锁头23的锁紧和松开；该锁头牵引装置5用于拉动锁头23摆动实现解锁；所述传感器24、第一锁扣牵引装置4、锁头牵引装置5均与控制器C电性连接。优选的，所述第一弹性元件61为长条状的弹簧，该弹簧的一端与基板连接，另一端与第一锁扣连接；所述第二弹性元件62为扭转弹簧。所述传感器5优选为压力传感器。

具体的，所述基板21上开设有一个用于锁环进入的插口21.1，所述锁头23为Z型的曲柄，曲柄的一端与基板21转动连接，另一端设置有与锁头牵引装置5连接的连接板23.2，所述曲柄上开设有限位口23.1，所述第一锁扣22包括鸟嘴状的锁紧板22.1和用于限制锁环活动的扣紧板22.2，锁紧板和扣紧板一体成型，所述凹口22.3设置在扣紧板22.2上，所述锁紧板22.1能够卡入限位口23.1中实现锁紧。

进一步的，所述第一锁扣牵引装置4包括与第一锁扣连接的L形板41、与L形板连接的第一拉头42、与第一拉头连接的第一拉索43和套设于第一拉索上的第一索套44、基板上设置有用于安装第一索套的支座45以及用于牵引第一拉索的第一驱动装置46。为了便于拉头牵引L形板41，请参阅图5，所述L形板的一个端面开设有一个供第一拉头穿过的圆孔41a，以及限制第一拉头穿过的条形孔41b，圆孔和条形孔相互连接。所述第一拉索为钢丝绳；所述第一锁扣22上设置有一个用于与第一弹性元件61连接的凸起22.4，所述L形板41的另一端面上开设有用于安装该凸起的插孔41C，所述凸起22.4穿过插孔41C；在需要锁紧汽车的前备箱盖时，第一拉索43通过第一拉头42对拉动L形板41施加一个牵引力，拉动第一锁扣22朝锁头23所在方向处摆动，从而使第一锁扣22与锁头23锁紧。

进一步的，请参阅图2-图4，所述第一索套44通过拉索调节机构与支座45连接，所述拉索调节机构包括具有螺纹段和连接段的连接管47，所述螺纹段47a和连接段47b相互连接且均为中空设置，该连接段47b与第一索套44连接，所述支座45设有支板45a，该支板上有开设有一个用于安装连接管的U型口45b，该螺纹段47a卡入该U型口45b中并通过螺母48与支座45固定连接，第一拉索43的端部从螺纹段47a伸出并与第一拉头42固定连接。通过拧动螺母48从而可以调整连接管47在支板上45a的安装位置，从而调整第一索套和第一拉索的松紧度，进而更好地调整第一拉索的牵引力。

优选的，请参阅图4，所述第一驱动装置46包括外壳46a，可转动地设置在外壳内部的绕索盘46b，以及用于驱动绕索盘转动的驱动电机46a，所述绕索盘46b和驱动电机46a通过传动机构连接，所述第一索套44与外壳46a连接，所述第一拉索43远离支座的一端绕设在绕索盘46b上并随绕索盘46b转动实现牵引。控制器C通过控制驱动电机46a正反转运动带动绕索盘46b的顺时针或逆时针转动，从而控制对第一拉索43对L形块41的牵引力，结构简单，传动效率高。另外，所述驱动电机可由汽车的电源连接，从而保证电源供给。

优选的，所述传动机构包括设置在驱动电机输出端的蜗杆和设置在绕索盘上的蜗轮，所述蜗杆与蜗轮啮合传动。该传动方式传动平稳、噪音小，具有自锁性，保证第一拉索牵引力的稳定。

优选的，所述绕索盘46b上还绕设有应急拉索49，该应急拉索套设在一根第二索套49a上，该第二索套49a与外壳46C连接，所述应急拉索49远离绕索盘46b的一端设置有拉环49b。当发生驱动电机46a发生故障造成绕索盘抱死时，通过拉动拉环使绕索盘向解锁方向转动，实现应急开锁，从而提高锁紧装置的安全性。

请参阅图2，具体的，所述锁头牵引装置5包括第二拉索51、套设于第二拉索上的第二索套52、与第二索套连接的固定管53、设置在所述第二拉索的端部的第二拉头54以及用于牵引第二拉索的第二驱动装置，所述连接板23.2上设置有用于安装第二拉头54的凹槽(图中未画出)，该固定管53与基板21卡扣连接。在需要解锁汽车所前备箱盖时，第二拉索51通过第二拉头54对拉连接板23.2施加一个牵引力，拉动锁头23朝固定管53所在方向处摆动，从而使第一锁扣22与锁头23分离。需要说明的是，第一驱动装置和第二驱动装置的结构和运动原理相同，第二驱动装置可参照上述第一驱动装置进行设置，此处不再赘述。

为了进一步确保对锁环1的扣紧有效性，所述基板21还设置有一个与第一锁扣22同轴设置的第二锁扣8，所述第一锁扣22和第二锁扣8同步转动且分别位于基板的两侧。当第一锁扣的扣紧板22.2扣紧锁环时，第二锁扣也会作为第二道锁紧关卡。该第二锁扣可由第二锁扣牵引装置牵引，该第二锁扣牵引装置与锁头牵引装置的结构和运动原理相同，可参照上述锁头牵引装置进行设置，此处不再赘述。

针对上述汽车电动前盖开闭系统，以下简述控制步骤：

SOO1:车主按压控制按键D，控制器C接收到控制按键D的反馈信号后，控制器C控制锁头牵引装置5运动，牵引锁头23朝远离第一锁扣22的方向摆动，锁头与第一锁扣分离；

SOO2:控制器C控制电动推杆1的输出端伸出，推动汽车前盖A完全打开；

S003:车主再次按压控制按键D，控制器C接收到控制按键D的反馈信号后，控制器C控制电动推杆1的输出端缩回，牵引汽车前盖A关闭；

S004:汽车前盖上的锁环23随重力抵压并推动第一锁扣22；

S005:第一锁扣22触发传感器24，使传感器24反馈信号至控制器C，然后控制器C控制第一锁扣牵引装置4运动，使第一锁扣牵引装置4拉动牵引第一锁扣22摆动，使第一锁扣22和锁头23相互卡合实现锁紧，所述第一锁扣22扣紧锁环3在凹口22.3中。

当汽车电动前盖关闭时，前备箱盖上的锁环3进入基板上插口，由于车前盖的重力形成一定的下压力，使锁环3作用在第一锁扣22上，从而驱动第一锁扣22发生小幅度摆动，进而触发传感器24，使传感器反馈信号给控制器C，此处可以理解为锁环3已经抵压在第一锁扣22上，可以开始自动上锁；然后控制器C控制第一锁扣牵引装置4中的驱动电机46运动，带动绕索盘46b使第一拉索43拉动L形块41，从而牵引第一锁扣22摆动，使锁紧板22.1挤压锁头23并卡入限位口23.1中实现锁紧，与此同时，所述锁环3位于扣紧板22.2的凹口22.3中，从而限制锁环活动，保证汽车前备箱盖的关闭锁紧，不能打开。当汽车电动前盖需要打开时，控制器C控制锁头牵引装置5中的驱动电机运动，该驱动电机带动绕索盘使第二拉索51拉动锁头23的连接块，使锁头23朝远离第一锁扣22的方向(即逆时针方向)摆动，锁头与第一锁扣分离，从而对第一锁扣进行解锁，与此同时，第一锁扣在第一锁扣牵引装置和第一弹性元件的共同作用下朝远离锁头的方向(即顺时针方向)摆动，复位至待上锁状态；锁头牵引装置不再对锁头进行牵引，锁头在第二弹性元件的作用下复位至待上锁状态，由于设置了第一弹性元件和第二弹性元件，分别为第一锁扣和锁头提供回复力，保证第一锁扣和锁头复位位置准确，避免发生自偏移的情况发生。可见，本发明提供的汽车前备箱盖开闭系统与现有技术相比，能够实现前备箱盖的自动化锁紧关闭和完全打开，不再需要手动触碰前备箱盖，提高车主操作的便利性，避免了因长期手动按压前备箱盖造成前备箱盖损坏或在炎热、寒冷、雨雪等极端天气触碰前备箱盖造成手部损伤。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，包括安装在汽车车身和汽车前盖之间的电动推杆、设置在车身的自动锁紧装置、设置在汽车前盖上的锁环，控制器以及控制按键；所述自动锁紧装置用于自动锁紧锁环；所述控制按键、电动推杆、自动锁紧装置均与控制器电性连接，所述控制器通过控制按键的信号控制电动推杆的伸缩以及自动锁紧装置的锁紧或解锁以实现汽车前盖的电动开闭；所述电动推杆设置有两个，两个电动推杆对称设置且分别位于车身两侧，每个电动推杆的一端部与车前盖中部铰接，另一端部与车身铰接；所述自动锁紧装置包括竖直设置在车身上的基板、可转动地设置在基板上且能够相互锁紧的第一锁扣和锁头、固定设置在基板上且可被第一锁扣触发的传感器、设置在基板上的第一锁扣牵引装置和锁头牵引装置、用于对第一锁扣提供回复力的第一弹性元件、用于对锁头提供回复力的第二弹性元件，所述第一锁扣设置有用于限制锁环活动的凹口，该第一锁扣牵引装置用于拉动第一锁扣摆动实现第一锁扣与锁头的锁紧和松开；该锁头牵引装置用于拉动锁头摆动实现解锁；所述传感器、第一锁扣牵引装置、锁头牵引装置均与控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述基板上开设有一个用于锁环进入的插口，所述锁头为Z型的曲柄，曲柄的一端与基板转动连接，另一端设置有与锁头牵引装置连接的连接板，所述曲柄上开设有限位口，所述第一锁扣包括鸟嘴状的锁紧板和用于限制锁环活动的扣紧板，锁紧板和扣紧板一体成型，所述凹口设置在扣紧板上，所述锁紧板能够卡入限位口中实现锁紧。

3.根据权利要求1所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述第一锁扣牵引装置包括与第一锁扣连接的L形板、与L形板连接的第一拉头、与第一拉头连接的第一拉索和套设于第一拉索上的第一索套、基板上设置有用于安装第一索套的支座以及用于牵引第一拉索的第一驱动装置。

4.根据权利要求3所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述第一索套通过拉索调节机构与支座连接，所述拉索调节机构包括具有螺纹段和连接段的连接管，所述螺纹段和连接段相互连接且均为中空设置，该连接段与第一索套连接，所述支座上有开设有一个用于安装连接管的U型口，该螺纹段卡入该U型口中并通过螺母与支座固定连接，第一拉索的端部从螺纹段伸出并与第一拉头固定连接。

5.根据权利要求4所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述第一驱动装置包括外壳，可转动地设置在外壳内部的绕索盘，以及用于驱动绕索盘转动的驱动电机，所述绕索盘和驱动电机通过传动机构连接，所述第一索套与外壳连接，所述第一拉索远离支座的一端绕设在绕索盘上并随绕索盘转动实现牵引。

6.根据权利要求5所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述绕索盘上还绕设有应急拉索，所述应急拉索远离绕索盘的一端设置有拉环。

7.根据权利要求2所述的汽车电动前盖开闭系统，其特征在于，所述锁头牵引装置包括第二拉索、套设于第二拉索上的第二索套、与第二索套连接的固定管、设置在所述第二拉索的端部的第二拉头以及用于牵引第二拉索的第二驱动装置，所述连接板上设置有用于安装第二拉头的凹槽，该固定管与基板卡扣连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的汽车电动前盖开闭系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

SOO1:按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制锁头牵引装置运动，牵引锁头朝远离第一锁扣的方向摆动，锁头与第一锁扣分离实现解锁；

SOO2:控制器控制电动推杆的输出端伸出，推动汽车前盖完全打开；

S003:车主再次按压控制按键，控制器接收到控制按键的反馈信号后，控制器控制电动推杆的输出端缩回，牵引汽车前盖关闭；

S004:汽车前盖上的锁环随重力抵压并推动第一锁扣；

S005：第一锁扣触发传感器，使传感器反馈信号至控制器，然后控制器控制第一锁扣牵引装置运动，使第一锁扣牵引装置拉动牵引第一锁扣摆动，使第一锁扣和锁头相互卡合实现锁紧，所述第一锁扣扣紧锁环在凹口中。