CN110741131B - 门移动设备、带有门和门移动设备的门系统以及用于门移动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于门(110)的门移动设备(115)。门移动设备(115)包括至少一个提供装置(200)、驱动装置(205)和制动装置(210)。提供装置(200)被构造为提供用于控制门的移动的力。驱动装置(205)被构造为产生用于驱动提供装置(200)的驱动力矩。制动装置(210)是能电操纵的并且被构造为在无电流的状态中产生用于制动门(110)的提供装置(200)的制动力矩。

Description

门移动设备、带有门和门移动设备的门系统以及用于门移动 的方法
技术领域
本发明涉及用于门的门移动设备、带有门和门移动设备的门系统以及用于门移动的方法。
背景技术
通常在车门中存在限定的卡锁部，所述卡锁部导致将门保持在确定的打开角度下。替代地，在一些车辆中以执行器使门移行，以提高舒适性。在此可以使用液压的门操作部或纯马达式的门操作部。
发明内容
在此背景下，本发明提出了如下的用于门的门移动设备，其中，门移动设备至少具有如下特征：提供装置，所述提供装置用于提供用于控制门的移动的力；驱动装置，所述驱动装置被构造为产生用于驱动提供装置的驱动力矩；和能电操纵的制动装置，所述制动装置被构造为在无电流的状态中产生用于制动提供装置的制动力矩，其中，所述制动装置包括至少一个磁流变材料和用于调设磁流变材料的粘弹性特性的执行器，并且其中，所述制动装置被构造为在无电流的状态中产生第一制动力矩并且在通电状态中产生第二制动力矩，所述第二制动力矩小于所述第一制动力矩。此外，本发明还提出了如下的带有门和改进的门移动设备的门系统，该门移动设备是上述的门移动设备并且门移动设备的提供装置与门联接。
在此给出的门移动设备在使用低能耗和小结构空间的情况下有利地实现了门的移动、制动和固定。
用于门的门移动设备包括至少一个提供装置、驱动装置和制动装置。提供装置被构造为提供用于控制门的移动的力。驱动装置被构造为产生用于驱动提供装置的驱动力矩。为此，驱动装置可以具有例如电调节驱动器，例如电动马达。驱动装置在此可以被构造为产生用于实现打开和/或关闭门所需的驱动力矩。制动装置是能电操纵的并且被构造为在无电流状态中产生用于制动门的提供装置的制动力矩。
提供装置的区段或元件可以被成形为用于将力耦入到门中的接口。通过接口可以在门移动设备的装配状态中利用用于控制门的移动的力，以便关闭或打开门。通过制动装置可以将提供装置强烈地减速或牢固保持，使得防止门的不希望的移动。通过制动装置能够在无电流的状态中提供制动力矩，在不使用电能的情况下就可以将门保持在打开的定位中。
在此有利的是，制动装置包括至少一个磁流变材料，如磁流变弹性体和执行器，以用于调设磁流变材料的粘弹性特性。因此，制动装置可以被构造为在无电流的状态中产生第一制动力矩，例如用于保持或固定门，并且在通电状态中产生小于第一制动力矩的第二制动力矩。因此，在制动装置的通电状态中可以简单地移动门，即在驱动装置侧需要很少的能量。
门移动设备可以具有调控装置，该调控装置被构造为输出用于控制驱动装置的驱动信号和附加地或替代地输出用于控制制动装置的制动信号。在此，制动信号可以被构造为对于无电流状态不提供电流并且对于通电状态提供所需的用于控制执行器的电流。
提供装置可以包括至少一个轴，该轴与制动装置联接。此轴良好地适合于提供力以及装置的联接。在此，轴可以例如在一个端部处与制动装置联接并且例如在另外的自由端部上具有齿轮，以用于将力传输到门上。门移动设备可以此外具有带有至少一个传动元件的传动装置，其中，传动装置也将驱动装置与提供装置联接，即与轴联接。在驱动装置与轴之间也可以布置有传动装置的多个传动元件。传动装置可以布置在齿轮与制动装置之间。因此，制动力矩以及驱动力矩可以作用到轴上，以提供用于控制门的移动的力。
为了将门移动设备与门机械地联接或能与之联接，有利的是，提供装置包括门的铰链的元件、例如铰链带。铰链带可以布置在齿轮的区域内。
为了能以与环境参数相关的方式对门的控制进行监控，门移动设备可以具有至少一个环境传感器装置，环境传感器装置被构造为感测门的移动范围或打开范围内的障碍物。根据相应地被读取的障碍物传感器信号，调控装置可以随后例如促成门的制动或者阻止门的打开或关闭。环境传感器装置为此可以包括至少一个2D相机和/或3D相机和/或光栅装置和/或3D扫描器。
门移动设备可以此外具有至少一个传感器装置，传感器装置被构造为在移动或操作门时感测关闭角度和/或转矩。根据相应地被读取的、可以代表例如关闭的或几乎关闭的门的关闭角度信号和/或转矩信号，调控装置可以随后例如促成自动地将门拉紧在最终的卡锁定位中。
门系统至少具有门和所提出的门移动设备。在此所提出的门系统可以代替已知的门系统，其中，所提出的门系统由于门移动设备有利地实现了前述优点。为了打开和关闭门，门移动设备的提供装置与门联接、例如机械连接。
用于门移动的方法至少包括如下步骤：
产生用于驱动提供装置的驱动力矩，以提供用于控制门的移动的力；和
在使用能电操纵的制动装置的情况下，在制动装置的无电流的状态中产生用于制动提供装置的制动力矩。
此方法可以在使用前文所提出的门移动设备情况下来实施。通过此方法也可以在技术上简单地并且廉价地实现门移动设备的前述优点。
附图说明
在此所给出的本发明的实施例在附图中示出并且在接下来的说明书中详细阐述。其中：
图1示出带有根据本发明的门系统的车辆的示意性侧视图，门系统带有门和门移动设备；
图2示出根据实施例的门移动设备的示意性图示；和
图3示出根据实施例的用于移动门的方法的流程图。
在下文中对于本发明的优选实施例的描述中，对于在不同的附图中图示的并且功能类似的元件使用相同的或类似的附图标记，其中省去对于这些元件的重复描述。
具体实施方式
图1示出了带有根据本发明的门系统105的车辆100的示意性侧视图，门系统105带有门110和门移动设备115。例如，车辆100是乘用车。
根据此实施例，门110是车辆100的侧门，根据替代实施例，门110成形为车辆100的后盖或另外的门。门移动设备115布置在门110的区域内。根据此实施例，借助铰链带120将门110和门移动设备115相互连接。
图2示出了根据实施例的门移动设备115的示意性图示。在此，门移动设备是在图1中所描述的门移动设备115。
门移动设备115具有至少一个提供装置200、驱动装置205和制动装置210。
提供装置200被构造为提供用于控制门110的移动的力。为此，提供装置200可以在已安装状态中与门110联接，使得力可以被传输到门上。驱动装置205被构造为产生用于驱动提供装置200的驱动力矩。制动装置210是能电操纵的并且被构造为至少在无电流状态中产生用于将提供装置200制动的制动力矩。在无电流状态中，制动装置210例如不被供给以电能。
根据此实施例，制动装置210包括至少一个磁流变材料215，例如弹性体，以及包括用于调设磁流变材料215的粘弹性特性的执行器220。提供装置200根据此实施例包括至少一个轴225，该轴被引导通过磁流变材料215，并且根据磁流变材料215的粘性被较强或不那么强地制动。磁流变材料215的粘性越大，则磁流变材料215与轴225之间的摩擦越大。制动装置220为此被构造为在执行器220的无电流状态中产生作用到轴225上的第一制动力矩，并且在执行器220的通电状态中产生作用到轴225上的第二制动力矩。在此，第二制动力矩小于第一制动力矩。根据实施例，第一制动力矩适合于阻止门的自主的、例如由重力驱动的移动。通过执行器220的通电可以降低制动力矩。这例如在门110通过门移动设备115被驱动时是有意义的。根据一个实施例，执行器220构造为在执行器220被电流流过的激活状态中产生作用到磁流变材料215上的磁场。通过磁场影响磁流变材料215的粘性，在此是减小其粘性，以降低作用到轴225上的制动作用。根据一个实施例，制动装置210布置在轴225的一个端部上。如果在磁流变材料215上不施加由执行器220产生的磁场，则根据一个实施例磁流变材料215具有高粘性，由此高粘性促成所述第一制动力矩。
根据此实施例，提供装置200包括传动装置230，传动装置又例如具有两个传动元件，在此是齿轮。传动装置230将在此是电动马达的驱动装置205与提供装置200联接起来。
根据此实施例，驱动装置205的轴的转矩通过传动装置230传输到轴225上。
在轴225的自由端部240上，轴225例如具有齿轮245，以用于将由轴225提供的力传输到门110上。已在图1中所示的铰链带120根据此实施例是门移动设备115的部分，并且通过齿轮245与轴225联接。以此方式，可以将轴225的转矩传输到铰链带120上，并且因此将用于控制门110的移动的力传输到门110上。根据替代的实施例，作为铰链带120的替代或补充，门设备115包括门110的铰链或铰链的其他元件。
作为轴225的替代，提供装置200可以具有用于力传输的其他类型的元件，例如齿条。
根据一个实施例，门移动设备115具有调控装置250，例如具有控制器形式的调控装置，调控装置被构造为输出用于控制驱动装置205的驱动信号255和/或用于控制制动装置210的制动信号260。通过驱动信号255可以例如将用于运行驱动装置205的运行电压提供给驱动装置205。驱动信号255例如被构造为根据门110的待执行的打开移动和/或待执行的关闭移动地激活驱动装置205。通过制动信号260可以提供或控制用于执行器220的运行电流。例如，可以根据门110的待执行的打开移动和/或待执行的关闭移动地将运行电流提供给执行器220，以降低磁流变材料215的制动作用。
根据一个实施例，门移动设备115具有传感器装置265，传感器装置265被构造为感测在门110移动时的关闭角度和/或转矩。此外，门移动设备115可选地具有环境传感器装置，环境传感器装置被构造为感测门110的移动范围内的障碍物。根据调控装置250的实施例，传感器装置265的传感器信号被用于提供驱动信号255和/或制动信号260。
门移动设备115包括壳体270，由该壳体包围提供装置200、驱动装置205和制动装置210。轴225的自由端部240处在壳体270之外。为此，轴225被引导通过壳体270的壁的设有轴承275的通孔。
在下文中再次详细论述本发明的实施例。
在此所给出的门移动设备115是用于在操作至少一个车门时进行支持的机电系统。
与已知的液压的门操作部不同，门移动设备115代表了简单的系统，其通过使用更低的成本实现了待操作的门110的能简单限定的无电流的行为。与已知的纯马达式门操作部不同，门移动设备115在此还仅要求小的结构空间，并且特别地在门110的长时间的静止保持在一个定位中的情况中有利地要求少的电流直至根本不要求电流。在此，执行器220形式的制动执行器的高功率密度产生了小的结构空间。
门移动设备115也可以被称为优化的执行机构，该执行机构实现了限定地调设门110的无电流的保持力。门移动设备115的优点是总体上更低的能耗。小的结构空间在此实现了在门110的受限的铰链区域内的布置。也优化了声学行为，因为通过可变的门操作实现了通过软件来模拟门卡锁。门移动设备115此外实现了在门枢转区域内的障碍物前方的减速，门110的紧固作为上车/下车辅助和门110的自动的门拉紧。在车辆处于倾斜时可以限制并且确定门打开和关闭速度。
门移动设备115也可以被称为带有电子器件的智能执行机构，该智能执行机构包括呈驱动装置205形式的电调节驱动器和呈制动装置210形式的制动器。调节驱动器和制动器在此通过共同的调控装置250来控制。驱动装置205的主要功能是主动门110，即打开和/或关闭门110。装入的制动装置210附加地产生高的制动力矩直至门110静止。在此，制动装置210在无电流状态中也产生制动力矩。电马达可以不产生制动器的高的静止力矩。而制动器可以不主动地使门110移行。制动装置210可以在相同的结构尺寸和相同的能量需求下产生比马达远远更高的制动力矩。此外，重要的特征是例如在门110长时间打开时的无电流的制动功能。因此概括而言，门移动设备115还包括由以下部分组成的共同的结构组件：电驱动装置205，其也称为DC马达；电操纵的制动装置220，其带有通过磁流变制动执行器实现的无电流的制动功能；以及所属的电子控制部，即调控装置250，其带有对驱动装置205和制动装置210的叠加调控。低能耗特别地也适用于门110要长时间地紧固在打开定位中的情况。
根据此实施例，此外将用于门操作时的关闭角度和转矩的传感器装置265整合到门移动设备115内。在门移动设备115的输出端上布置有带有齿轮245的轴225。铰链带120具有用于门移动设备115的齿部。另外的考虑是用于自动打开和/或关闭门110的总系统。为此要求环境传感器装置，以便在障碍物方面评估门110的打开区域。环境传感器装置在此根据此实施例具有至少一个2D相机和/或3D相机和/或光栅装置和/或3D扫描器。也可以实现将门从预卡锁部拉紧到锁区域内的最终锁止定位中，此过程也称为“轻柔关闭(Soft-Close)”。
图3示出了根据一个实施例的用于门移动的方法300的流程图。在此可以涉及能由图1至图2中所述的门移动设备实施的方法300。
方法300包括至少一个产生驱动力矩的步骤305和产生制动力矩的步骤310。
在产生驱动力矩的步骤305中，产生用于驱动提供装置的驱动力矩，以用于提供控制门的移动的力。
在产生制动力矩的步骤310中，通过使用能电操纵的制动装置在制动装置的无电流状态中产生用于制动提供装置的制动力矩。
如果实施例包括在第一特征与第二特征之间的“和/或”的关联，则这应被理解为根据一个实施方案的实施例不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方案的实施例仅具有第一特征或仅具有第二特征。
附图标记列表
100 车辆
105 门系统
110 门
115 门移动设备
120 铰链带
200 提供装置
205 驱动装置
210 制动装置
215 磁流变材料
220 执行器
225 轴
230 传动装置
235 传动元件
240 自由端部
245 齿轮
250 调控装置
255 驱动信号
260 制动信号
265 传感器装置
270 壳体
275 轴承
300 方法
305 产生驱动力矩的步骤
310 产生制动力矩的步骤

Claims (10)

1.用于打开和关闭门(110)的门移动设备(115)，其中，所述门移动设备(115)至少具有如下特征：
提供装置(200)，所述提供装置用于提供用于控制所述门(110)的移动的力；
驱动装置(205)，所述驱动装置被构造为产生用于驱动所述提供装置(200)的驱动力矩；和
能电操纵的制动装置(210)，所述制动装置被构造为在无电流的状态中产生用于制动所述提供装置(200)的制动力矩，其中，
所述制动装置(210)包括至少一个磁流变材料(215)和用于调设所述磁流变材料(215)的粘弹性特性的执行器(220)，并且其中，
所述制动装置(210)被构造为在无电流的状态中产生第一制动力矩并且在通电状态中产生第二制动力矩，所述第二制动力矩小于所述第一制动力矩。
2.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，所述门移动设备(115)带有调控装置(250)，所述调控装置(250)被构造为输出用于控制所述驱动装置(205)的驱动信号(255)和/或用于控制所述制动装置(210)的制动信号(260)。
3.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，其中，所述驱动装置(205)包括至少一个电动马达。
4.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，其中，所述提供装置(200)包括至少一个轴(225)，所述轴(225)与所述制动装置(210)联接。
5.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，所述门移动设备(115)带有传动装置(230)，所述传动装置(230)将所述驱动装置(205)与所述提供装置(200)联接起来。
6.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，其中，所述提供装置(200)在自由端部(240)上具有用于将力传输到所述门(110)上的齿轮(245)。
7.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，其中，所述提供装置(200)包括所述门(110)的铰链的元件。
8.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，所述门移动设备(115)带有传感器装置(265)，所述传感器装置(265)被构造为感测在所述门(110)移动时的关闭角度和/或转矩。
9.根据权利要求1所述的门移动设备(115)，所述门移动设备(115)带有环境传感器，所述环境传感器被构造为感测在所述门(110)的移动范围内的障碍物。
10.门系统(105)，所述门系统(105)带有门(110)和根据权利要求1至9中任一项所述的门移动设备(115)，其中，所述门移动设备(115)的提供装置(200)与所述门(110)联接。
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