CN111615577B - 用于控制针对汽车前盖的锁的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制针对汽车前盖的锁的系统，所述前盖将汽车的前行李箱遮盖，包括锁，其具有用于将锁扣保持在前盖的闭合位置中的旋转锁闩，包括用于将锁扣保持在前盖的安全位置中的捕捉机构，包括布置在汽车的乘客室中的用于将锁打开的第一操纵元件，包括布置在前行李箱中的用于将锁打开和将抓钩分离的第二操纵元件，其中在第一及第二操纵元件与锁之间连接有第一机电耦合单元，其用于以机械方式实现第一及第二操纵元件与锁的去耦或者与锁的耦合，以及，在第二操纵元件与捕捉机构之间连接有第二机电耦合单元，其用于以机械方式实现第二操纵元件与捕捉机构的去耦或者与捕捉机构的耦合。

Description

用于控制针对汽车前盖的锁的系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制针对汽车前盖的锁的系统，所述前盖将汽车的前行李箱遮盖，包括锁，其具有用于将锁扣保持在前盖的闭合位置中的旋转锁闩，包括用于将锁扣保持在前盖的安全位置中的捕捉机构，包括布置在汽车的乘客室中的用于将锁打开的第一操纵元件，以及包括布置在前行李箱中的用于将锁打开和将捕捉机构分离的第二操纵元件。

背景技术

这种系统已众所周知，并且例如应用在电动车辆中，其中由于不设内燃机，可以将按照传统位于前部的发动机舱用作行李箱。其中，布置在行李箱中的第二操纵元件的作用是协助被包围在行李箱中的人员将前盖打开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种本文开篇所述类型的系统，其为汽车中的人员以及处于汽车周围的交通参与者实现更高的安全性。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的系统，以及特别是在于，在所述第一及第二操纵元件与所述锁之间连接有第一机电耦合单元，其用于以机械方式实现第一及第二操纵元件与锁的去耦或者与锁的耦合，以及，在所述第二操纵元件与所述捕捉机构之间连接有第二机电耦合单元，其用于以机械方式实现第二操纵元件与捕捉机构的去耦或者与捕捉机构的耦合。

本发明所基于的总体构思是，对位于操纵元件与锁或捕捉机构之间的机电耦合单元进行通断，从而能够在特定的条件下，特别是在预定的车速范围内，将操纵元件与锁或与捕捉机构机械式分离，借此可靠地避免前盖在行驶期间发生危及交通安全的开启。

所述捕捉机构例如可以是抓钩，其可整合在锁中抑或独立于锁布置。但也可以采用通过另一个锁形成捕捉机构的实施方式。捕捉机构的分离在此是指：将锁扣释放且前盖能够向上偏转。

本发明的有利构建方案参阅从属权利要求、说明书和附图。

根据一个实施方式，所述第一和第二耦合单元分别具有经耦合单元控制系统控制的用于将耦合单元打开和闭合的耦合单元马达。

优选地，所述第一耦合单元和所述第二耦合单元均在其耦合单元马达的无电流状态下闭合，故即使是在掉电情况下，锁仍能机械式打开，且捕捉机构仍能机械式分离。

根据一个实施方式，所述耦合单元控制系统是整合在所述耦合单元中。作为替代方案，也可以将耦合单元控制系统整合在汽车的车辆控制系统中。

优选地，所述第一和第二耦合单元、特别是第一和第二耦合单元各自的耦合单元控制系统是与车辆的车辆控制系统连接。借此能够简单地根据车速控制耦合单元。特别是可以分别根据汽车的车速将第一和第二耦合单元打开或闭合。

优选地，在汽车静止的情况下，第一和第二耦合单元闭合，从而在车辆静止的情况下确保前盖无论如何都能机械式解锁和立起。

根据另一实施方式，在车速低于阈值的情况下，所述第一耦合单元一直闭合且所述第二耦合单元一直打开。所述阈值例如可为5km/h。这样一来，在这个速度范围内，尽管锁机械式打开，但锁扣仍被所述捕捉机构保持在前盖的安全位置中。

为了防止锁在较快的行驶中机械式打开，在车速达到或者超出阈值的情况下，所述第一和第二耦合单元优选打开。

根据另一实施方式，所述第一耦合单元是借助机械连接构件、特别是借助鲍登线与所述锁连接。相应地，所述第二耦合单元也可以借助机械连接构件、特别是借助鲍登线与所述捕捉机构连接。

优选地，耦合单元的耦合单元马达不仅用于将耦合单元打开和闭合，所述第一耦合单元的耦合单元马达也可被构建成对通向锁的连接构件进行操纵并借此将锁打开，而所述第二耦合单元的耦合单元马达则可被构建成对通向捕捉机构的连接构件进行操纵并借此将捕捉机构分离。

为了实现伺服打开功能，所述第一和/或第二操纵元件可以与车辆控制系统电气连接。

这样一来，对第一操纵元件的操纵能够触发第一电气打开信号向所述车辆控制系统的传输，并且使得车辆控制系统指示第一耦合单元激活其耦合单元马达来将锁打开。

随后，对第一操纵元件的再次操纵或者对另一操纵元件的操纵能够触发第二电气打开信号向所述车辆控制系统的传输，并且使得车辆控制系统指示第二耦合单元激活其耦合单元马达来将捕捉机构分离。

相应地，对第二操纵元件的操纵能够触发电气打开信号向所述车辆控制系统的传输，并且使得车辆控制系统指示第一耦合单元激活其耦合单元马达来将锁打开，以及指示第二耦合单元激活其耦合单元马达来将捕捉机构分离。

附图说明

下面参照附图结合一个可行实施方式对本发明进行纯粹为例示性的说明。

其中：

图1为本发明的用于控制针对汽车前盖的锁的系统的示意图；

图2A为图1的系统的机电耦合单元在闭合状态下的透视图；

图2B为图2A的耦合单元的侧视图；

图2C为图2A的耦合单元的俯视图；

图2D为图2A的耦合单元的俯视图，其中未示出耦合单元马达和控制元件；

图3为图2A的耦合单元的俯视图，其中未示出耦合单元马达和控制元件，并且包含在耦合单元的闭合状态下扭转5°的输入元件；

图4为图2A的耦合单元的俯视图，其中未示出耦合单元马达和控制元件，并且包含在耦合单元的闭合状态下扭转55°的输入元件；

图5A为图2A的耦合单元在打开状态下的俯视图；

图5B为图2A的耦合单元的俯视图，其中未示出耦合单元马达和控制元件，并且包含在耦合单元的打开状态下扭转略高于5°的输入元件；

图6为图2A的耦合单元的俯视图，其中未示出耦合单元马达和控制元件，并且包含在耦合单元的打开状态下扭转55°的输入元件，以及

图7为图2A的耦合单元在实施伺服打开功能情况下的俯视图。

具体实施方式

图1示出汽车10，在此为电动车辆，具有前盖12，所述前盖将汽车10的前行李箱遮盖。为了将前盖12锁定，设有已为人所知的锁14，其在本实施例中布置在汽车10的车身的正面上，并且具有用于将设于前盖12上的锁扣保持在前盖12的闭合位置中的旋转锁闩。锁14可配备有自动关闭装置。此外，设有抓钩18，用于将锁扣捕捉在前盖12的抬升后的安全位置中，为了释放被捕捉的锁扣，可从汽车10的正面手动地将该抓钩卸下。在本实施例中，抓钩18是与锁14相邻。但作为替代方案，该抓钩也可以整合在锁14中。

为了将锁14打开，在汽车10的乘客室中设有第一操纵元件20，其例如构建为按钮或者杠杆。此外，在前行李箱中设有第二操纵元件22，其用于将锁14打开以及将抓钩18卸至释放锁扣14的位置。这个第二操纵元件22也可以构建为按钮或杠杆。

第一操纵元件20和第二操纵元件22是各自借助鲍登线24或26与分线器28连接。分线器28是借助鲍登线30与第一机电耦合单元32连接，所述耦合单元在输出侧借助鲍登线34与锁14、确切言之与用于将旋转锁闩锁止的止动爪连接。第一耦合单元32用于实现分线器28以及第一及第二操纵元件20、22与锁14的机械耦合或去耦，下文还将对此进行更加详细的说明。

第二操纵元件22不仅借助鲍登线26与分线器28连接，也借助另一鲍登线36与另一机电耦合单元38连接，该另一耦合单元的结构与第一耦合单元32相同。第二耦合单元38是在输出侧借助鲍登线40与抓钩18连接，并且能够实现第二操纵元件22与抓钩18的耦合或者去耦。

第一及第二耦合单元32、38例如借助电线44、46与汽车10的汽车控制系统42进行通信，并被汽车控制系统42控制。具体而言，对耦合单元32、38的控制是根据汽车10的车速并且如下进行：一旦汽车10停止，即车速为0km/h，两个耦合单元32、38便立即闭合。在此状态下，第一操纵元件20是与锁14机械连接，从而能够从乘客室出发通过对第一操纵元件20的操纵将锁14机械式打开。相应地，第二操纵元件22也与锁14以及与抓钩18机械连接，使得被包围在行李箱中的人员能够通过操纵第二操纵元件22将前盖12机械式打开。

一旦汽车10发生运动，第二耦合单元38便立即打开，亦即，第二操纵元件22与抓钩18机械式分离。第一耦合单元32则继续保持闭合。在车速低于例如5km/h的阈值的情况下，一直维持此状态。这样一来，在缓慢行驶的情况下通过对操纵元件20、22进行操纵尽管尚且能够将锁14打开，但不将抓钩18卸下，从而确保无论如何都通过抓钩18将锁扣捕捉，且前盖12即使在锁14打开的情况下也不会超出其安全位置翻开。

在车速到达或超出阈值的情况下，才除第二耦合单元38以外也将第一耦合单元32打开，使得在较快行驶的情况下，两个操纵元件20、22均与锁14以及与抓钩18机械式分离，故既无法从乘客室出发通过第一操纵元件20，也无法从行李箱出发通过第二操纵元件22将前盖12打开。

耦合单元32的打开和闭合是借助耦合单元马达72进行，还将结合图2至图7对此进行更加详细的说明。为了对耦合单元马达72进行控制，设有耦合单元控制系统，其在本实施例中整合在耦合单元32中并且借助电线44与车辆控制系统42连接。作为替代方案，也可以将耦合单元控制系统整合至车辆控制系统42，并且通过电线44直接控制耦合单元马达。

正如下文还将更加详细地说明的那样，第一耦合单元32是如此构建，使得借助耦合单元马达72也能够对通向鲍登线34的锁14施加牵引，从而将锁14打开。亦即，这样便能以电气方式将锁14打开，即实现伺服打开功能。

第一耦合单元32通过电线44从车辆控制系统42获得的打开信号例如可通过操纵第一操纵元件20触发，所述第一操纵元件为此借助信号线48与车辆控制系统42连接。第二操纵元件22也通过信号线50与车辆控制系统42连接，从而触发锁14的伺服打开。

第二耦合单元38采用与第一耦合单元32相同的构建方案，并且如上文述及的那样通过电线46与车辆控制系统42连接，故第二耦合单元38能够在从车辆控制系统42获得对应的打开信号后以电气方式将抓钩18卸至释放锁扣的位置。

为了确保完全以电气方式实现前盖12从行李箱的解锁，对第二操纵元件22的操纵不仅激活第一耦合单元32来将锁14打开，也激活第二耦合单元38来将抓钩18卸下。其中，对第二操纵元件22的一次操纵已足以将两个耦合单元32、38激活。但也可以先将第一耦合单元32激活和将锁14打开，并且需要对第二操纵元件22进行再次操纵，从而也将第二耦合单元38激活和将抓钩18卸下。

作为替代方案，在行李箱中可以设有不同的操纵元件，用以将锁14打开和将抓钩18卸下。

当然，前盖12的这种完全解锁原则上也可以通过对第一操纵元件20的一次或多次操纵触发。此外，也可以在乘客室中设有不同的操纵元件，需要对这些操纵元件进行操纵，从而一方面将锁14打开，另一方面将抓钩18卸下。

此外可以理解的是，为了进行维护，维护机械师能够直接访问车辆控制系统42，并以电气方式触发锁14的打开和/或抓钩18的卸下。

此外需要指出的是，出于安全原因，类似于前文所述的前盖12的机械式解锁，当汽车10以达到或超出例如5km/h的阈值的车速运动时，即使是在对前盖12进行电气式解锁的情况下，也通过车辆控制系统42防止锁14的打开和抓钩18的卸下，以及，只要汽车未停止，便一直通过车辆控制系统42至少防止抓钩18的电气式卸下。

此外需要注意的是，在不为耦合单元的耦合单元马达72施加电流的情况下，耦合单元32、38处于其闭合状态下，故例如在掉电情况下，确保前盖12无论如何都能机械式解锁。

为使车辆控制系统42能够询问锁14的打开状态，锁14也借助电线52与车辆控制系统42连接。

下面对机电耦合单元32、38进行更加详细的说明，其中在图2至图7中仅示出第一耦合单元32。第二耦合单元38采用相同的构建方案。

耦合单元32包括以可围绕第一旋转轴54旋转的方式支承的具有驱动区段58的输入元件56，在该驱动区段上设有机械驱动构件，在本实施例中为来自分线器28的鲍登线30。此外，输入元件56包括从动区段60，其从第一旋转轴54出发背离驱动区段58延伸，故输入元件56一定程度上形成双臂杆。

与输入元件56相邻，还以可围绕第一旋转轴54扭转的方式设有输出元件62。输出元件62包括从动区段64，在该从动区段上设有第一机械从动构件，在本实施例中为从耦合单元32导引至锁14的鲍登线34。此外，输出元件62包括驱动区段66，其布置在从动区段64与第一旋转轴54之间，故输出元件62的驱动区段66和从动区段64形成杠杆臂。

在本实施例中，除第一机械从动构件以外，在输出元件62上，并且是在第一旋转轴54的与从动区段64相对的一侧上，设有同样以鲍登线的形式构建的第二机械从动构件67。但这个第二从动构件67是可选的，并且例如用于同步于锁14将另一个锁打开和/或将抓钩卸下。

在驱动区段66上，以可围绕与第一旋转轴54间隔一定距离的第二旋转轴70旋转的方式支承有止动爪状的耦合元件68。耦合元件68位于输入元件56的平面中，并可在耦合位置(图2)与去耦位置(图5)之间扭转，在该耦合位置中，耦合元件与输入元件56卡合且输入元件56能够将转矩施加至输出元件62，在该去耦位置中，耦合元件68与输入元件56无法卡合，且输入元件56故而无法将转矩施加至输出元件62。

为了调节耦合元件68，设有在此构建为电动马达的耦合单元马达72，其被已述及的、在图中未绘示的马达控制系统控制，该马达控制系统又与车辆控制系统42连接。耦合单元马达72具有输出轴74，在所述输出轴上设有蜗杆76。蜗杆76如此与构建在控制元件80上的用于控制耦合元件68的蜗轮区段78卡合，使得蜗杆76与涡轮区段78形成非自锁的蜗轮蜗杆传动装置。

控制元件80是以与输入元件56相邻的方式布置在输入元件56的背离输出元件62的一侧上，并且以可围绕第一旋转轴54旋转的方式支承，从而能够通过耦合单元马达72的相应控制沿第一旋转方向(在图2C至图7中为逆时针方向)或者沿第二旋转方向(在图2C至图7中为顺时针方向)扭转。其中，控制元件80从静止位置出发既沿第一旋转方向也沿反向于支腿弹簧82的复位力的第二旋转方向进行扭转。这样一来，当耦合单元马达72被去激活时，例如在汽车10静止的情况下或者在掉电情况下，支腿弹簧82和非自锁的蜗轮蜗杆传动装置确保控制元件80总是处于其静止位置(图2)。

在控制元件80处于其静止位置中的情况下，耦合元件68处于其耦合位置中，且耦合单元32闭合。在此状态下，施加至驱动构件、即施加至来自分线器28的鲍登线30的牵引力引起输入元件56的扭转，所述扭转被通过耦合元件68传递至输出元件62，所述输出元件将牵引力施加至安设在该输出元件上的从动构件、即施加至通向锁14的鲍登线34(图3和图4)。

需要指出的是，即使在耦合元件68与输入元件56以压紧配合的方式卡合，并且特别是如图4所示，施加至从动构件、即施加至来自分线器28的鲍登线30的牵引力引起输入元件56的最大程度扭转的情况下，耦合单元马达72也总是能够将耦合元件68调节至其去耦位置。这样便能随时将耦合单元32打开，特别是即使在持续地牵引从动构件、即来自分线器28的鲍登线30的情况下。

耦合元件68形成传动销84，其在耦合元件68的背离第二旋转轴70的末端的区域内伸入控制元件80的平面。控制元件80形成偏转区段86和针对传动销84的传动钩88。

其中，偏转区段86是如下布置：该偏转区段在控制元件80沿第一旋转方向的扭转过程中与传动销84卡合，且耦合元件68扭转进入其去耦位置，从而能够将输入元件56与输出元件62相互分离以及将耦合单元32打开(图5A和图5B)。在此状态下，施加至驱动构件、即施加至来自分线器28的鲍登线30的牵引力引起输入元件56的空行程，输出元件62和安设在该输出元件上的从动构件、即通向锁14的鲍登线34不一起运动(图6)。

更确切言之，被调节至去耦位置的耦合元件68在输入元件56沿第一旋转方向扭转的过程中移入输入元件56的凹口89，在例如由于对驱动构件、即对来自分线器28的鲍登线30施加持续的牵引，使得输入元件56处于其扭转后的位置中的情况下，耦合元件在所述凹口中被一直保持在去耦位置中。为了避免耦合单元马达72的过热，在此情形下可以将耦合单元72关断。

传动钩88是如下布置：该传动钩在控制元件80沿第二旋转方向的扭转过程中与传动销84卡合，并且大体朝向第二旋转轴70带动耦合元件68，使得输出元件62围绕第一旋转轴54扭转，并且对从动构件、即通向锁14的鲍登线34施加牵引(图7)。亦即，控制元件80的经耦合单元马达72触发的沿第二旋转方向的扭转引起锁14的伺服打开，而无需为此对驱动构件、即来自分线器28的鲍登线30施加牵引。

此外，输入元件56形成切换区段90，在该切换区段的区域内布置有与马达控制系统和/或车辆控制系统42连接的微动开关92，只要输入元件56处于其静止位置中(图2)，该微动开关便不被操纵，且一旦输入元件56因对驱动构件的牵引而沿第二旋转方向、在图2中即沿顺时针方向进行程度为预定的旋转角、例如5°的旋转角的扭转，且输入元件56的从动区段64与耦合元件68卡合，该微动开关便立即被操纵。例如可以将微动开关92的通断信号用于通过控制元件80沿第一旋转方向、在图2中即沿逆时针方向的扭转将耦合元件68卸下并送入其去耦位置，借此防止将对驱动构件的牵引传递至从动构件、即通向锁14的鲍登线34，进而防止锁14的意外打开。

附图标记表

10 汽车

12 前盖

14 锁

18 抓钩

20 操纵元件

22 操纵元件

24 鲍登线

26 鲍登线

28 分线器

30 鲍登线

32 耦合单元

34 鲍登线

36 鲍登线

38 耦合单元

40 鲍登线

42 车辆控制系统

44 电线

46 电线

48 信号线

50 信号线

52 电线

54 第一旋转轴

56 输入元件

58 驱动区段

60 从动区段

62 输出元件

64 从动区段

66 驱动区段

67 从动构件

68 耦合元件

70 第二旋转轴

72 耦合单元马达

74 输出轴

76 蜗杆

78 蜗轮区段

80 控制元件

82 支腿弹簧

84 传动销

86 偏转区段

88 传动钩

89 凹口

90 通断区段

92 微动开关

Claims (14)

1.一种用于控制针对汽车(10)的前盖(12)的锁的系统，所述前盖将汽车(10)的前行李箱遮盖，包括：

锁(14)，具有用于将锁扣保持在前盖(12)的闭合位置中的旋转锁闩；

用于将锁扣保持在前盖(12)的安全位置中的捕捉机构(18)；

布置在汽车(10)的乘客室中的用于将锁(14)打开的第一操纵元件(20)；以及

布置在所述前行李箱中的用于将锁(14)打开以及将捕捉机构(18)分离的第二操纵元件(22)；

其特征在于，

在所述第一及第二操纵元件(20，22)与所述锁(14)之间连接有第一机电耦合单元(32)，其用于以机械方式实现第一及第二操纵元件(20，22)与锁(14)的去耦或者与锁(14)的耦合；以及

在所述第二操纵元件(22)与所述捕捉机构(18)之间连接有第二机电耦合单元(38)，其用于以机械方式实现第二操纵元件(22)与捕捉机构(18)的去耦或者与捕捉机构(18)的耦合；

其中，所述第一机电耦合单元(32)和所述第二机电耦合单元(38)各自具有经耦合单元控制系统控制的用于将第一和第二机电耦合单元(32，38)打开和闭合的耦合单元马达(72)。

2.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述第一机电耦合单元(32)和所述第二机电耦合单元(38)均在其耦合单元马达(72)的无电流状态下闭合。

3.根据权利要求1或2所述的系统，

其特征在于，

所述耦合单元控制系统是整合在所述耦合单元(32，38)中。

4.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述第一和第二机电耦合单元(32，38)与所述汽车(10)的车辆控制系统(42)连接。

5.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

根据所述汽车(10)的车速将所述第一和第二机电耦合单元(32，38)打开或者闭合。

6.根据权利要求5所述的系统，

其特征在于，

在所述汽车(10)静止的情况下，所述第一和第二机电耦合单元(32，38)闭合。

7.根据权利要求6所述的系统，

其特征在于，

只要车速低于阈值，所述第一机电耦合单元(32)一直闭合且所述第二机电耦合单元(38)一直打开。

8.根据权利要求7所述的系统，

其特征在于，

在车速达到或者超出阈值的情况下，所述第一和第二机电耦合单元(32，38)打开。

9.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述第一机电耦合单元(32)是借助机械连接构件与所述锁(14)连接，以及/或者

所述第二机电耦合单元(38)是借助机械连接构件与抓钩(18)连接。

10.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述第一机电耦合单元(32)的耦合单元马达(72)被构建成对通向所述锁(14)的连接构件(34)进行操纵并借此将锁(14)打开；以及/或者，

所述第二机电耦合单元(38)的耦合单元马达(72)被构建成对通向所述捕捉机构(18)的连接构件(40)进行操纵并借此将捕捉机构(18)分离。

11.根据权利要求1所述的系统，

其特征在于，

所述第一和/或第二操纵元件(20，22)是与车辆控制系统(42)电气连接。

12.根据权利要求11所述的系统，

其特征在于，

对所述第一操纵元件(20)的操纵触发第一电气打开信号向所述车辆控制系统(42)的传输，并且使得车辆控制系统(42)指示第一机电耦合单元(32)激活其耦合单元马达(72)来将锁(14)打开。

13.根据权利要求12所述的系统，

其特征在于，

对所述第一操纵元件(20)的再次操纵或者对另一操纵元件的操纵触发第二电气打开信号向所述车辆控制系统(42)的传输，并且使得车辆控制系统(42)指示第二机电耦合单元(38)激活耦合单元马达(72)来将捕捉机构(18)分离。

14.根据权利要求11所述的系统，

其特征在于，

对所述第二操纵元件(22)的操纵触发电气打开信号向所述车辆控制系统(42)的传输，并且使得车辆控制系统(42)指示第一机电耦合单元(32)激活其耦合单元马达(72)来将锁(14)打开，以及指示第二机电耦合单元(38)激活其耦合单元马达(72)来将捕捉机构(18)分离。

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