CN112443230A - 汽车自动侧门开闭系统 - Google Patents

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CN112443230A CN201910799459.5A CN201910799459A CN112443230A CN 112443230 A CN112443230 A CN 112443230A CN 201910799459 A CN201910799459 A CN 201910799459A CN 112443230 A CN112443230 A CN 112443230A
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杨来福
叶长山
邹书洋
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Abstract

本发明公开了一种汽车自动侧门系统，包括车载ECU、门锁、侧门启闭装置、探测模块和触发装置，所述门锁、所述侧门启闭装置、所述探测模块和所述触发装置与所述车载ECU连接；所述探测模块安装于车门的外侧板；所述侧门启闭装置设于侧门内且连接侧门与车身；所述车载ECU接收探测模块和触发装置的信号来控制门锁和侧门启闭装置动作。本发明提供一种汽车自动侧门系统，实现车门的自动开启与关闭，且具有外部环境的监控功能，能够避免开车门时碰到行人或障碍物，提高汽车的使用安全性。

Description

汽车自动侧门开闭系统
技术领域
本发明属于汽车自动门技术领域，特别涉及一种汽车自动侧门开闭系统。
背景技术
随着汽车行业的不断发展进步，汽车的使用率和需求不断增加，因此，汽车的使用方便性和安全性是所有人越来越关注的。传统的汽车侧门大多只能手动开启和关闭，使用方便性较低。一些可实现侧门自动开启和关闭的机构大多结构较为复杂，占用空间大，且需要对原汽车侧门进行较大改动，使得通用性较低，限制了汽车自动门的发展。
再者，对于普遍存在的大多数汽车，都存在着一种安全隐患：汽车停止后，乘客开门下车，但很多情况下乘客会忘记观察周围环境而直接打开侧门下车，导致侧门打开的时候容易撞到行人或其他障碍物。在下雨天等恶劣天气时，车内无法看清楚外面的情况下，开侧门也容易发生与行人相撞的事故，造成不必要的伤害。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:提供一种汽车自动侧门开闭系统，实现侧门的自动开启与关闭，且具有外部环境的监控功能，能够避免开侧门时碰到行人或障碍物，提高汽车的使用安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种汽车自动侧门开闭系统，包括车载ECU、门锁、侧门启闭装置、探测模块和触发装置，所述门锁、所述侧门启闭装置、所述探测模块和所述触发装置与所述车载ECU连接；所述探测模块安装于侧门的外侧板；所述侧门启闭装置的一端设于侧门内，另一端连接车身；所述车载ECU接收探测模块和/或触发装置的信号来控制门锁及侧门启闭装置动作。
进一步地说，所述侧门启闭装置包括齿轮箱、丝杆、螺母和驱动单元，所述驱动单元连接齿轮箱，所述螺母套设于丝杆的外周，所述丝杆的一端与车身固定连接，且另一端贯穿齿轮箱并使其外周的螺母位于齿轮箱内；所述齿轮箱内设有齿轮传动机构，所述驱动单元通过齿轮传动机构与螺母连接；所述齿轮箱和所述驱动单元皆安装于侧门内，所述驱动单元通过齿轮传动机构驱动所述螺母旋转，以带动所述丝杆做直线往复运动，进而推动所述侧门相对所述车身开启或关闭。
进一步地说，所述齿轮传动机构包括齿轮，所述齿轮具有中心孔，所述齿轮套设于螺母的外周且与所述螺母之间设有咬合结构，所述齿轮带动螺母旋转从而驱动丝杆前后移动，所述咬合结构使丝杆前后移动时能够周向摆动。
进一步地说可以是，所述的咬合结构具体为：所述齿轮与所述螺母的其中之一设有凸起，另一设有凹槽，所述凸起的末端位于凹槽内，所述齿轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
进一步地说也可以是，所述咬合结构包括弹性体，所述弹性体设于齿轮与螺母之间，所述齿轮通过弹性体带动螺母旋转。
进一步地说还可以是，所述咬合结构包括若干弹簧，若干所述弹簧沿齿轮中心孔的内壁周向均匀设置且设于齿轮与螺母之间。
进一步地说，所述齿轮为直齿轮、蜗轮或斜齿轮。
进一步地说，所述驱动单元包括驱动电机。
进一步地说，所述驱动单元和齿轮箱之间设有离合器。
进一步地说，所述螺母为球头螺母或圆柱形螺母。
本发明的有益效果：
本发明当车载ECU接收到触发装置发出的开门信号后，立即将该信号传递给门锁，门锁自动解锁，侧门启闭装置在门锁自动解锁后开始动作开启侧门，同时探测模块感应侧门外侧环境并将环境信息传送至车载ECU，若探测模块监测到有障碍物或行人并将该信号传递给车载ECU，车载ECU立即控制侧门启闭装置停止动作，待行人或障碍物清除、车载ECU接收不到有行人或障碍物的信号后，侧门启闭装置继续打开侧门至全开；本发明当车载ECU接收到触发装置发出的关门信号后，侧门启闭装置动作关闭侧门，待完全关闭后，门锁锁紧；本发明实现侧门的自动开启与关闭，且具有外部环境的监控功能，能够避免开侧门时碰到行人或障碍物，提高汽车的使用安全性；
更佳的是，本发明的侧门启闭装置是由驱动单元通过齿轮传动机构驱动螺母旋转，以带动丝杆做直线往复运动，取代传统的限位器，实现汽车侧门的电动开启或关闭；通过咬合结构使丝杆前后移动时具有周向摆动，实现柔性传动，传动平稳，不会出现卡顿；且侧门启闭装置整体结构紧凑，占用空间小，适合大多数汽车使用。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明的侧门启闭装置的结构示意图一(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图3为本发明的侧门启闭装置的结构示意图二(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图4为本发明的丝杆、螺母和蜗轮的组合图(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图5为图3中A1的放大图(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图6为本发明的丝杆、螺母和蜗轮的分解图(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图7为本发明的丝杆、球头螺母和蜗轮的组合的截面图(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)；
图8为本发明的丝杆、圆柱形螺母和蜗轮的组合的截面图(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动)
图9为本发明的侧门启闭装置的结构示意图三(蜗轮/斜齿轮蜗杆传动，驱动单元连接有离合器)；
图10为本发明的侧门启闭装置的结构示意图四(齿轮传动机构)；
图11为本发明的侧门启闭装置的结构示意图五(齿轮传动机构)；
图12为本发明的丝杆、螺母和直齿轮的组合图(齿轮传动机构)；
图13为图12中A2的放大图(齿轮传动机构)；
图14为本发明的丝杆、螺母和直齿轮的分解图(齿轮传动机构)；
图15为本发明的丝杆、球头螺母和直齿轮的组合的截面图(齿轮传动机构)；
图16为本发明的丝杆、圆柱形螺母和直齿轮的组合的截面图(齿轮传动)；
图17为本发明的侧门启闭装置的结构示意图五(齿轮传动机构，驱动单元连接有离合器)；
图18为本发明的侧门启闭装置的结构示意图六(齿轮传动机构，驱动单元连接有离合器)；
附图中各部分标记如下：
侧门启闭装置10、齿轮箱1、丝杆2、缓冲块21、螺母3、驱动单元4、支架5、安装板6、蜗轮7、蜗杆8、凹槽9、凸起10、驱动齿轮11、直齿轮12、离合器15、主动部151、从动部152、驱动轴153、间隙16、门锁20、探测模块30和触发装置40和车载ECU50。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：一种汽车自动侧门开闭系统，如图1-图7所示，包括车载ECU50、门锁20、侧门启闭装置10、探测模块30和触发装置40，所述门锁、所述侧门启闭装置、所述探测模块和所述触发装置与所述车载ECU连接；所述探测模块安装于侧门的外侧板；所述侧门启闭装置的一端设于侧门内，另一端连接车身；所述车载ECU接收探测模块和/或触发装置的信号来控制门锁及侧门启闭装置动作。
所述侧门启闭装置包括齿轮箱1、丝杆2、螺母3和驱动单元4，所述驱动单元连接齿轮箱，所述螺母套设于丝杆的外周，所述丝杆的一端通过支架5与车身固定连接，且另一端贯穿齿轮箱并使其外周的螺母位于齿轮箱内；所述齿轮箱内设有齿轮传动机构，所述驱动单元通过齿轮传动机构与螺母连接；所述齿轮箱和所述驱动单元皆通过安装板6安装于侧门内，所述驱动单元通过齿轮传动机构驱动所述螺母旋转，以带动所述丝杆做前后往复运动，进而推动所述侧门相对所述车身开启或关闭。
所述驱动单元包括驱动电机。
所述驱动电机连接有行星齿轮箱。
所述探测装置为雷达感应装置或红外线感应装置。
所述齿轮传动机构包括蜗轮7和蜗杆8，所述蜗杆连接于所述驱动电机的输出轴，所述蜗轮具有中心孔，所述螺母设于所述蜗轮的中心孔内且与蜗轮之间设有咬合结构，所述蜗轮带动螺母旋转从而驱动丝杆前后移动，所述咬合结构使丝杆前后移动时能够周向摆动。
所述咬合结构具体为：所述螺母为球头螺母，所述球头螺母的球面设有沿丝杆移动方向的凹槽9，所述蜗轮的中心孔的内壁设有向中心延伸的凸起10，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述蜗轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
实施例2：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为球头螺母，所述球头螺母的球面设有凸起，所述蜗轮的中心孔的内壁设有沿丝杆移动方向的凹槽，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述蜗轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
实施例3：一种汽车自动侧门开闭系统，如图8所示，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为圆柱形螺母，所述圆柱形螺母的表面设有沿丝杆移动方向的凹槽，所述蜗轮的中心孔的内壁设有向中心延伸的凸起，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述凸起与所述凹槽的底面之间具有间隙16。
实施例4:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为圆柱形螺母，所述圆柱形螺母的表面设有凸起，所述蜗轮的中心孔的内壁设有沿丝杆移动方向的凹槽，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述凸起与所述凹槽的底面之间具有间隙。
实施例5:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构包括弹性体，所述弹性体设于蜗轮与螺母之间，所述蜗轮通过弹性体带动螺母旋转；所述弹性体可以是硅胶体或橡胶体等，但不限于此。
实施例6:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构包括若干弹簧，所述弹簧沿蜗轮中心孔的内壁周向均匀设置且设于蜗轮与螺母之间。
所述弹簧的两端分别与蜗轮与螺母固定连接。
实施例1-实施例6中的蜗轮与蜗杆之间还可设有齿轮组。
实施例1-实施例6中所述的蜗轮可以用斜齿轮替换。
实施例7：一种汽车自动侧门开闭系统，如图10-图15所示，包括车载ECU50、门锁20、侧门启闭装置10、探测模块30和触发装置40，所述门锁、所述侧门启闭装置、所述探测模块和所述触发装置与所述车载ECU连接；所述探测模块安装于侧门的外侧板；所述侧门启闭装置的一端设于侧门内，另一端连接车身；所述车载ECU接收探测模块和/或触发装置的信号来控制门锁及侧门启闭装置动作。
所述侧门启闭装置包括齿轮箱1、丝杆2、螺母3和驱动单元4，所述驱动单元连接齿轮箱，所述螺母套设于丝杆的外周，所述丝杆的一端通过支架5与车身固定连接，且另一端贯穿齿轮箱并使其外周的螺母位于齿轮箱内；所述齿轮箱内设有齿轮传动机构，所述驱动单元通过齿轮传动机构与螺母连接；所述齿轮箱和所述驱动单元皆通过安装板6安装于侧门内，所述驱动单元通过齿轮传动机构驱动所述螺母旋转，以带动所述丝杆做前后往复运动，进而推动所述侧门相对所述车身开启或关闭。
所述驱动单元包括驱动电机。
所述驱动电机连接有行星齿轮箱。
所述齿轮传动机构包括驱动齿轮11和直齿轮12，所述驱动齿轮连接于驱动电机的输出轴，所述直齿轮具有中心孔，所述螺母设于所述直齿轮的中心孔内且与直齿轮之间设有咬合结构，所述直齿轮带动螺母旋转从而驱动丝杆前后移动，所述咬合结构使丝杆前后移动时能够周向摆动。
所述咬合结构具体为：所述螺母为球头螺母，所述球头螺母的球面设有沿丝杆移动方向的凹槽9，所述直齿轮的中心孔的内壁设有向中心延伸的凸起10，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述直齿轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
实施例8:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为球头螺母，所述球头螺母的球面设有凸起，所述直齿轮的中心孔的内壁设有沿丝杆移动方向的凹槽，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述直齿轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
实施例9:一种汽车自动侧门开闭系统，如图16所示，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为圆柱形螺母，所述圆柱形螺母的表面设有沿丝杆移动方向的凹槽，所述直齿轮的中心孔的内壁设有向中心延伸的凸起，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述凸起与所述凹槽的底面之间具有间隙。
实施例10:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构具体为所述螺母为圆柱形螺母，所述圆柱形螺母的表面设有凸起，所述直齿轮的中心孔的内壁设有沿丝杆移动方向的凹槽121，所述凸起与所述凹槽相咬合，所述凸起的末端位于凹槽内，所述凸起与所述凹槽的底面之间具有间隙。
实施例11:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构包括弹性体，所述弹性体设于直齿轮与螺母之间，所述直齿轮通过弹性体带动螺母旋转；所述弹性体可以是硅胶体或橡胶体等，但不限于此。
实施例12:一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述咬合结构包括若干弹簧，所述弹簧沿齿轮中心孔的内壁周向均匀设置且设于直齿轮与螺母之间。
所述弹簧的两端分别与直齿轮和螺母固定连接。
实施例7-实施例12中的驱动齿轮与直齿轮之间还设有齿轮组。
实施例13：一种汽车自动侧门开闭系统，如图9所示，与实施例1结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器15，所述离合器包括主动部151和从动部152，所述从动部连接有驱动轴153，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例14：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例2结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例15：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例3结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例16：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例4结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例17：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例5结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器15，所述离合器包括主动部151和从动部152，所述从动部连接有驱动轴153，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例18：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例6结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接蜗杆。
实施例13-实施例18中所述的蜗轮可以用斜齿轮替换。
实施例19：一种汽车自动侧门开闭系统，如图17-图18所示，与实施例7结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例20：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例8结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例21：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例9结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例22：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例10结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例23：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例11结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例24：一种汽车自动侧门开闭系统，与实施例12结构基本相同，不同之处在于:所述驱动电机和齿轮箱之间设有离合器，所述离合器包括主动部和从动部，所述从动部连接有驱动轴，所述驱动电机的输出轴连接离合器的主动部，所述离合器的驱动轴连接驱动齿轮。
实施例1-实施例24中所述丝杆的自由端设有防止丝杆脱离齿轮箱和限位的缓冲块(21)。
实施例1-实施例24中所述触发装置为钥匙触发装置、按钮触发装置或语音唤醒触发装置。
实施例1-实施例24中所述按钮触发装置设于侧门或车身。
实施例1-实施例24中所述语音唤醒触发装置设于侧门或车身。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：包括车载ECU(50)、门锁(20)、侧门启闭装置(10)、探测模块(30)和触发装置(40)，所述门锁、所述侧门启闭装置、所述探测模块和所述触发装置与所述车载ECU连接；所述探测模块安装于侧门的外侧板；所述侧门启闭装置的一端设于侧门内，另一端连接车身；所述车载ECU接收探测模块和/或触发装置的信号来控制门锁及侧门启闭装置动作。
2.根据权利要求1所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述侧门启闭装置包括齿轮箱(1)、丝杆(2)、螺母(3)和驱动单元(4)，所述驱动单元连接齿轮箱，所述螺母套设于丝杆的外周，所述丝杆的一端与车身固定连接，且另一端贯穿齿轮箱并使其外周的螺母位于齿轮箱内；所述齿轮箱内设有齿轮传动机构，所述驱动单元通过齿轮传动机构与螺母连接；所述齿轮箱和所述驱动单元皆安装于侧门内，所述驱动单元通过齿轮传动机构驱动所述螺母旋转，以带动所述丝杆做直线往复运动，进而推动所述侧门相对所述车身开启或关闭。
3.根据权利要求2所述的汽车自动侧门系统，其特征在于：所述齿轮传动机构包括齿轮，所述齿轮具有中心孔，所述齿轮套设于螺母的外周且与所述螺母之间设有咬合结构，所述齿轮带动螺母旋转从而驱动丝杆前后移动，所述咬合结构使丝杆前后移动时能够周向摆动。
4.根据权利要求3所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述的咬合结构具体为：所述齿轮与所述螺母的其中之一设有凸起，另一设有凹槽，所述凸起的末端位于凹槽内，所述齿轮旋转时通过凸起卡住凹槽从而带动螺母旋转。
5.根据权利要求3所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述咬合结构包括弹性体，所述弹性体设于齿轮与螺母之间，所述齿轮通过弹性体带动螺母旋转。
6.根据权利要求3所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述咬合结构包括若干弹簧，若干所述弹簧沿齿轮中心孔的内壁周向均匀设置且设于齿轮与螺母之间。
7.根据权利要求3所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述齿轮为直齿轮、蜗轮或斜齿轮。
8.根据权利要求2所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述驱动单元包括驱动电机。
9.根据权利要求2中所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述驱动单元和齿轮箱之间设有离合器(15)。
10.根据权利要求2中所述的汽车自动侧门开闭系统，其特征在于：所述螺母为球头螺母或圆柱形螺母。
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