CN111183266B - 用于车辆翻转件的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆翻转件的驱动装置，所述驱动装置包括：用于驱动车辆翻转件的电机(2)；供电电路(3)，其包括：用于向电机(2)供应电流的第一电压源(9)、第一电引线(4)和第二电引线(5)，其中，第一电压源(9)布置在第一电引线(4)与第二电引线(5)之间；以及控制电路(12)，其包括第二电压源(14)和切换控制装置(13)。借助于下述事实提供了使得车辆翻转件能够可靠且安全地枢转的一种用于可枢转的车辆翻转件的驱动装置和一种车辆：切换元件(10)和二极管(11)连接在第一电引线(4)与第二电引线(5)之间。

Description

用于车辆翻转件的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆翻转件的驱动装置。此外，本发明还涉及一种包括用于车辆翻转件的驱动装置的车辆。

背景技术

在实践中，已知用于车辆翻转件的驱动装置，其使得能够自动打开或关闭车辆翻转件。在这种情况下，这种驱动装置常借助于遥控或借助于光学传感器从待机模式切换到工作模式。在这种情况下，这种驱动装置包括通常为电机的马达。电机有利地由车辆的内部电源供应能量，并且耦接至传动装置，该传动装置连接至一个或多于一个机械调节元件。驱动装置通常设计为线性驱动器，特别是主轴驱动器。在这种情况下，线性驱动器的优点在于它们的设计非常简单并且易于控制。马达由此驱动主轴螺母和主轴杆中的一个旋转，使得驱动装置的分别连接至主轴螺母或主轴杆的两个彼此相对的壳体部分相对于彼此运动。

除了旨在自动关闭和打开车辆翻转件的功能之外，这种驱动装置通常还实现用于制动或固定门的门固定结构的功能。通常通过使用作用在驱动装置的传动系上的永久制动器来实现从动的车辆翻转件的制动。从实践中已知，电机可以设计为自锁的，使得电机本身作为机械制动器作用于车辆翻转件的枢转运动。但是，在某些情况下，在车辆翻转件上会产生过大的力，特别是在关闭方向上，在此，如上所述的常规措施通常不足以提供足够高的限位力，特别是在电压下降情况下。

DE 10 2009 042 456 B4公开了一种用于可枢转的车辆翻转件的驱动装置，该驱动装置设计为线性驱动。驱动装置包括由控制器操作或控制的电机。该控制器包括布置在电子电路板上的控制和安全电路，该电子电路板又固定在驱动装置的壳体管中。驱动装置还包括用于电机的第一电引线和第二电引线，其中在第一电引线和第二电引线之间与电机并联地布置有多个二极管和三端双向可控硅元件。所示的驱动装置的缺点在于，控制和安全电路包括非常多的单独的组件，因此，驱动装置相应地具有高维护性并且易发生故障。此外，制造驱动装置的成本相应地较高。

DE 10 2015 112 807 A1公开了一种驱动装置，其包括直流电机，该直流电机经由第一电引线和第二电引线被供电。晶体管和多个电阻器与直流电机并联地布置在第一电引线和第二电引线之间。此外，变阻器和电阻器与晶体管并联地连接，使得当第一电引线和第二电引线之间超过规定电压值时，电机或电压源发生短暂短路。这引起电机的制动。所示的驱动装置的缺点在于，尽管在电机过载的情况下会产生制动，但是在电源故障的情况下不能提供制动。此外，在车辆翻转件的两个枢转方向上产生制动。然而，这是不利的，特别是在车辆翻转件通过外力、特别是其自身的重力沿关闭方向预加载的情况下。这使得更加难以在紧急情况下迅速打开车辆翻转件，同时难以防止车辆翻转件沿关闭方向再次移回。

发明内容

本发明的目的是提供使得车辆翻转件能够可靠且安全地枢转的一种用于可枢转的车辆翻转件的驱动装置或一种车辆。特别地，即使在车辆中的电压下降的情况下，也应该至少在一个方向上可手动枢转。

根据本发明，上述目的通过具有本发明的特征的驱动装置和根据本发明所述的车辆来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于可枢转的车辆翻转件的驱动装置，该驱动装置包括用于驱动车辆翻转件的电机和供电电路。所述供电电路包括用于向电机供电的第一电压源以及第一电引线和第二电引线，其中，第一电压源布置在第一电引线和第二电引线之间。驱动装置还包括控制电路，所述控制电路包括第二电压源和切换控制装置。根据本发明的驱动装置的特征在于，切换元件和二极管连接在第一电引线和第二电引线之间。有利地，驱动装置或在供电电路中提供切换元件和二极管使得能够可靠且安全地使车辆翻转件沿打开方向或关闭方向枢转，在相反的枢转方向上分别通过电机的短路使驱动装置被制动或车辆翻转件被限位。在发生事故的情况下当车辆中的电力供应下降并且乘员希望沿打开方向尽可能容易地打开门时，这尤其有利。

切换元件有利地耦接到切换控制装置。特别优选地，切换控制装置提供用于切换切换元件的控制电压。这有利地使得可根据外部状态、例如切换装置的电压供应或电机的电压供应的状态，引起电机的短路和进而的电机的制动。

在一有利的实施例中，切换元件和二极管串联地连接。这有利地使得可使连接至电机的第一电引线和第二电引线短路，二极管确保了电机在一个旋转方向上被制动而在相反的旋转方向上很大程度上可自由旋转。

在一优选的实施例中，二极管在正向上沿从第一电引线到第二电引线的方向布置。在一替代实施例中，二极管在反向上沿从第一电引线到第二电引线的方向布置。特别优选地，二极管布置在第一电引线和第二电引线之间，使得在发生短路的情况下在关闭方向上制动驱动装置。这有利地确保了在驱动装置的电源故障的情况下，人可以打开车辆翻转件，而车辆翻转件不会由于自身的重力再次沿关闭方向向回运动。

在一特别优选的实施例中，切换控制装置设计为继电器。由此，有利的是，可以以特别可靠和简单的方式实现电机的短路。在一有利的实施例中，耦接至切换控制装置的切换元件设计为常闭触点。常闭触点的特征在于，当控制线圈未加载时，切换元件处于闭合位置。由此，在驱动装置中发生电源故障的情况下，在至少一个方向上执行电机的制动。

在一有利的实施例中，耦接至切换控制装置的切换元件设计为转换触点。这有利地使得即使在电压故障的情况下也可实现电机的短路，而不必使车辆或驱动装置中的电压完全下降。另外，可以使用在电压下降期间出现的电压峰值来切换切换元件。

在一替代性发展中，切换元件设计为双极型晶体管。晶体管的基极有利地连接至切换控制装置。切换控制装置有利地提供晶体管的基极和集电极之间的控制电压。由此，有利地可借助于切换控制装置实现对晶体管的有目的的致动。此外，提供晶体管有利地使得可在车辆翻转件的手动枢转期间实现制动力的分级。

在另一个实施例中，晶体管设计为NPN晶体管。替代地，晶体管设计为PNP晶体管。借助于这两种类型的晶体管之间的相应选择，根据切换控制装置的实施例，可使用负控制电压和正控制电压两者来切换晶体管。

在一替代性发展中，切换元件设计为单极型晶体管。单极型晶体管的栅极有利地耦接到切换控制装置。切换控制装置有利地在栅极处提供控制电压。这有利地使得可借助于切换控制装置实现与外部参数有关的更精确的制动。外部参数例如可以是车辆翻转件的当前打开角度或车辆翻转件在枢转期间的加速度或速度。此外，外部参数可以是光信号，例如障碍物到车辆翻转件的距离。由此，有利地可防止障碍物在打开过程中与车辆翻转件碰撞，并防止损坏发生。可以通过例如摄像装置的光学元件来检测光信号，并且通过切换控制装置将光信号转换为栅极或切换元件处的相应控制电压。

在一特别优选的实施例中，控制电路包括逻辑单元。提供逻辑单元有利地使得可评估特定时间段内的外部参数。逻辑单元有利地由控制电路的第一电压源供电。逻辑单元有利地耦接到切换控制装置。因此，可基于外部参数来控制切换控制装置和进而的耦接到切换控制装置的切换元件。外部参数的评估可有利地经由评估电子器件来进行，该评估电子器件可用于控制电路的接线。

二极管特别优选地设计为续流二极管。续流二极管通常用作过压保护，电流流过二极管的阈值电压通常在0.3V至0.7V之间，具体与半导体元件有关。

在第一实施例中，电机设计为直流电机。电机有利地在电引线短路的情况下通过自感应来制动。在一种发展中，电机设计为无刷直流电机。直流电机有利地设计为包括机械换向器。特别优选地，直流电机包括永磁体，在永磁体的两极之间布置有包括线圈的转子。在这种情况下，在直流电机的转子中产生与速度有关的交流电。在这种情况下，特别有利的是，对于驱动装置和所解决的直流电机的电压供应短路的问题，使得所述电机可转换成直流发电机，所述直流发电机在转子的外部机械运动的情况下由于楞次定律产生与转子的外部机械诱导运动相反的制动力。在直流电机的供电电路中附加地并联连接二极管，可确保直流电机的制动效果仅在一个旋转方向上有效地产生。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，其包括车辆翻转件，所述车辆翻转件可枢转地布置在车辆车身部件上。所述车辆还包括驱动装置，所述驱动装置的第一端可枢转地耦接至车辆翻转件和车辆车身部件中的一个，驱动装置的第二端可枢转地耦接至车辆翻转件和车辆车身部件中的另一个。在这种情况下，车辆的特征在于，驱动装置如上所述地设计。

附图说明

本发明的其它优点、发展和特性将从以下对优选实施例的描述以及从属权利要求变得显而易见。

现在将参照附图基于本发明的优选实施例更详细地解释本发明。

图1示意性地示出了驱动装置的第一实施例。

图2示意性地示出了驱动装置的第二实施例。

图3示意性地示出了驱动装置的第三实施例。

具体实施方式

图1示意性地示出了驱动装置1的第一实施方式，该驱动装置1包括电机2。电机2设计为直流电机，该直流电机经由供电电路3被供电。在这种情况下，供电电路3包括连接至电机2的换向器6的第一电引线4和第二电引线5。换向器6又连接至可旋转地安装的线圈7。

可旋转的线圈7被永磁体8包围。在这种情况下，第一电引线4和第二电引线5连接至第一电压源9，使得线圈7中的电流方向分别与线圈7相对于固定的换向器6的旋转角度有关。

切换元件10和二极管11与电机2并联地连接在第一电引线4与第二电引线5之间，该切换元件10设计成常闭触点，二极管11在这种情况下是续流二极管。二极管11在正向上沿从第一电引线4到第二电引线5的方向布置。这使得可使电机2或两个电引线4、5短路，使得直流电机2成为直流发电机，因此，至少在一个旋转方向上产生了抵抗从外部产生的机械运动的制动作用。

利用切换控制电路12从外部切换切换元件10。在图1所示的驱动装置1的实施例中，切换控制电路12包括切换控制装置13，所述切换控制装置13设计为继电器，并且在驱动装置1正常运行期间，使设计为常闭触点的切换元件10处于断开状态，并在驱动装置1出现故障或电压下降时使切换元件10置于闭合位置。切换控制电路12还包括第二电压源14和逻辑单元15，电压源14为逻辑单元15和切换控制装置13两者供电。这保证了，特别是在第二电压源14发生故障的情况下，设计为继电器的切换控制装置13未被供电，进而耦接到切换控制装置13的切换元件10闭合。此外，逻辑单元15与切换控制装置13并联连接的事实使得即使对于电压源14的电压下降，也能够调节切换控制装置13的供电，使得耦接至切换控制装置13的切换元件10闭合。

图2示意性地示出了驱动装置101的第二实施例。与图1所示的实施例中的组件相似或相同的组件的附图标记增大了100。与图1所示的实施例相比，供电电路103包括切换元件110，所述切换元件110与电机102并联地连接在第一电引线104与第二电引线105之间，并且设计为双极型晶体管。如从图1的第一实施例中也可以看出的那样，二极管111与双极型晶体管110串联连接。双极型晶体管110设计为NPN晶体管，基极B连接至切换控制装置113。

切换控制装置113是切换控制电路112的一部分，逻辑单元115与切换控制装置113并联连接。此外，切换控制电路113包括电压源114，该电压源为逻辑单元115和切换控制装置113供电。在这种情况下，切换控制装置113在双极型晶体管110的基极B处提供控制电压，使得可通过切换控制装置113来调节第一电引线104与第二电引线105之间的电阻。在这种情况下，第一电源缆线104连接至集电极C，二极管110连接至双极型晶体管110的发射极E。这提供了借助于由切换控制装置113提供的施加至基极B的控制电压使第一供应缆线104和第二电引线105短路的可能。

图3示出了驱动装置201的第三实施例。驱动装置201以与图2所示的第二实施例基本相似的方式设计，设计为晶体管的切换元件210现在设计为单极型晶体管或MOSFET。晶体管210的栅极G耦接至切换控制装置213，切换控制装置213在栅极G处提供控制电压，从而控制电阻。在这种情况下，源极端子S连接至二极管211，而漏极端子D连接至第一电引线204。

在下文中，将参照图1所示的实施例通过示例的方式说明驱动装置的操作模式。

图1示出了正常操作期间的驱动装置1。在这种情况下，切换元件10处于断开位置，从而可经由供电电路3为电机2供电。如果发生供电电路3的电压源8处的电压下降或切换控制电路11的电压源13处的完全电压损失，设计为常闭触点的切换元件9借助于设计为继电器的切换控制装置12进入闭合位置(虚线所示)，使得第一电引线4和第二电引线5至少在从第一电引线4到第二电引线5的方向上被二极管10短路。在这种情况下，该状态对应于故障安全模式，例如在车辆中的电源故障或甚至损坏驱动装置1的情况下提供的故障安全模式。在这种情况下，设计为续流二极管的二极管10在正向电流方向上沿从第一电引线4向第二电引线5的方向连接，使得驱动装置1或电机2在车辆翻转件的关闭方向上被制动或固定，同时在车辆翻转件的打开方向上可被手动地移动，而无显著阻力。因此，例如，在车辆在山上并且应防止由于重力矩高而使侧门再次落入锁中的情况下，使用者能够打开设计为侧门的车辆翻转件。

上面已经参考多个实施例说明了本发明，其中，分别使一个切换元件和一个二极管与电机并联。当然，也可以设置并联连接的多对切换元件和二极管。在这种情况下，功能冗余确保即使切换元件或二极管损坏，在电压下降的情况下，仍始终能够安全可靠地实现电机的短路。

Claims (10)

1.一种用于车辆翻转件的驱动装置，所述驱动装置包括：

用于驱动车辆翻转件的电机(2)，

供电电路(3)，其包括：用于向电机(2)供电的第一电压源(9)、第一电引线(4)和第二电引线(5)，第一电压源(9)布置在第一电引线(4)与第二电引线(5)之间，以及

控制电路(12)，其包括第二电压源(14)和切换控制装置(13)，

其中，

切换元件(10)和二极管(11)连接在第一电引线(4)与第二电引线(5)之间，

其中，切换元件(10)和二极管(11)串联连接，

其中，控制电路(12)包括逻辑单元(15)，以及所述第二电压源为所述逻辑单元(15)和切换控制装置(13)两者供电。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，切换元件(10)耦接到切换控制装置(13)，切换控制装置(13)提供用于切换切换元件(10)的控制电压。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，二极管(11)在正向方向上沿从第一电引线(4)向第二电引线(5)的方向布置。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，二极管(11)在反向方向上沿从第一电引线(4)向第二电引线(5)的方向布置。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，二极管(11)布置在第一电引线(4)到第二电引线(5)之间，使得在发生短路时驱动装置在关闭方向上被制动。

6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，与切换控制装置(13)耦接的切换元件(10)设计为常闭触点。

7.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，与切换控制装置(13)耦接的切换元件(10)设计为工作触点。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，切换控制装置(13)设计为继电器。

9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，逻辑单元(15)耦接到切换控制装置(13)。

10.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，二极管(11)设计为续流二极管。

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