CN112922488A - 一种车用侧门电动开启装置 - Google Patents

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Abstract

一种车用侧门电动开启装置，包括电动撑杆机构、平衡撑杆机构以及铰链机构；所述电动撑杆机构包括动力部件、传动轴以及金属拉簧；所述平衡撑杆机构包括固定管和运动管，所述铰链机构包括铰链固定页和铰链活动页，所述铰链固定页与车身连接，所述铰链活动页与车门连接；本方案设计的一种车用侧门电动开启装置，提供一种全新的侧门开启方式，实现侧门开启的自动化，填补市场电动侧开门量产车型的空白，使侧开门实现自动化操作，方便快捷，稳定性高，安全系数高。

Description

一种车用侧门电动开启装置
技术领域
本发明属于汽车车门开启结构技术领域，具体涉及一种车用侧门电动开启装置。
背景技术
汽车设计越来越多样化，常规的设计，已经无法满足新一代车主的目标需求，因此诞生很多全新的设计，比如在车门开闭领域，除了常见的直开式、侧滑式、掀背式等设计外，还有蝴蝶门、侧开门更加吸引年轻消费者的关注。从功能上讲，侧开门沿铰链分别向车身两侧的上方开启，相对于普通车门而言，乘客上下车更方便，所需外部开启空间也更小。从外观上讲，侧开门的开启方式使车辆更具有科技感和未来感，成为一大设计卖点。未来的汽车不只是交通工具，更是消费者生活空间的延伸，电动化将带来全新的用户体验，所以电动化必将成为未来汽车的发展趋势之一。而市面上的侧开门系统，均是机械式结构，需要人工施加外力实现开闭动作；此缺陷导致用户体验差，无法实现人性化的电动化开启或关闭。
因此，有必要设计一种车用侧门电动开启装置来解决上述技术问题。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种车用侧门电动开启装置。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种车用侧门电动开启装置，包括电动撑杆机构、平衡撑杆机构以及铰链机构；
所述电动撑杆机构包括动力部件、传动轴以及金属拉簧；所述动力部件与所述传动轴连接，所述传动轴与所述金属拉簧连接，所述金属拉簧的顶部设置有防脱球窝，所述防脱球窝与所述铰链机构连接，所述传动轴的底部设置有防摆球窝，所述防摆球窝通过电动撑杆固定支架与车身连接；
所述平衡撑杆机构包括固定管和运动管，所述运动管顶部设置有上球窝，所述上球窝与所述铰链机构连接，所述固定管底部设置有下球窝，所述下球窝通过平衡撑杆固定支架与车身连接；
所述铰链机构包括铰链固定页和铰链活动页，所述铰链固定页与车身连接，所述铰链活动页与车门连接。
优选的，所述铰链机构还包括第一转动臂、 第二转动臂、第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴以及第四旋转轴；所述防脱球窝与所述第一转动臂连接，所述第一旋转轴设置在所述铰链固定页上，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴连接，同时所述第一转动臂与所述第二旋转轴连接；所述第二转动臂与所述第二旋转轴连接，同时所述第二转动臂连接所述铰链活动页，所述第四旋转轴设置在所述铰链固定页上，所述第四旋转轴与所述第三旋转轴连接，所述第三旋转轴连接所述第二转动臂。
优选的，所述平衡撑杆机构还包括金属弹簧和阻尼器，所述金属弹簧和所述阻尼器设置在所述固定管和所述运动管之间。
优选的，所述车门的外边缘部位设置有电吸锁。
优选的，所述车门外侧设置有控制开关，所述车门的内侧设置有主控制器。
优选的，所述车门外侧表面还设置有障碍物探测装置。
优选的，所述电动撑杆机构的动力部件具体为驱动电机，所述驱动电机与所述传动轴通过减速齿轮连接。
优选的，所述电动撑杆机构上还设置有电连接器，所述电连接器与所述主控制器连接。
优选的，所述主控制器包括同步控制部、速度控制部以及位置控制部
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点如下：
本方案设计的一种车用侧门电动开启装置，提供一种全新的侧门开启方式，实现侧门开启的自动化，填补市场电动侧开门量产车型的空白，使侧开门实现自动化操作，方便快捷，稳定性高，安全系数高；相对于普通汽车侧开门方式，车门向上方开启，占用空间少，减少车门与干涉物体的碰撞；全新平衡撑杆设计机构，高可靠性，不受环境稳定影响；市场上没有同类型的电动侧开门产品。
附图说明
图1为车用侧门与开启装置组装第一视图。
图2为车用侧门与开启装置组装第二视图。
图3为车用侧门与开启装置组装第三视图。
图4为车用侧门电动开启装置整体结构第一视图。
图5为车用侧门电动开启装置整体结构第二视图。
图6为车用侧门电动开启装置整体结构第三视图。
图7为车用侧门电动开启装置整体结构第四视图。
图8为车用侧门电动开启装置运行电路原理图。
图9为平衡撑杆机构爆炸图。
以上附图中，电动撑杆机构1、动力部件1.1、金属拉簧1.2、传动轴1.3、底部端盖1.4防脱球窝1.5、防摆球窝1.6、电连接器1.7、
平衡撑杆机构2、运动管2.1、固定管2.2、金属弹簧2.3、阻尼器2.4、上球窝2.5、下球窝2.6、
铰链机构3、铰链固定页3.1、铰链活动页3.2、第一转动臂3.3、第二转动臂3.4、第一旋转轴3.5、第二旋转轴3.6、第三旋转轴3.7、第四旋转轴3.8、
电动撑杆固定支架4、平衡撑杆固定支架5、主控制器6、障碍物探测装置7、电吸锁8、
控制开关9、车身10、车门11。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1~图8。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1 ~图8所示，一种车用侧门电动开启装置，包括电动撑杆机构1、平衡撑杆结构2以及铰链机构3；所述电动撑杆机构1包括动力部件1.1、传动轴1.3以及金属拉簧1.2；所述动力部件1.1与所述传动轴1.3连接，所述传动轴1.3与所述金属拉簧1.2连接，所述金属拉簧1.2的顶部设置有防脱球窝1.5，所述防脱球窝1.5与所述铰链机构3连接，所述传动轴1.3的底部设置有防摆球窝1.6，所述防摆球窝1.6通过电动撑杆固定支架4与车身10连接；所述平衡撑杆结构2包括固定管2.2和运动管2.1，所述运动管2.1顶部设置有上球窝2.5，所述上球窝2.5与所述铰链机构3连接，所述固定管2.2底部设置有下球窝2.6，所述下球窝2.6通过平衡撑杆固定支架5与车身10连接；所述铰链机构3包括铰链固定页3.1和铰链活动页3.2，所述铰链固定页3.1与车身10连接，所述铰链活动页3.2与车门11连接。
优选的实施方式如下：
所述铰链机构3还包括第一转动臂3.3、 第二转动臂3.4、第一旋转轴3.5、第二旋转轴3.6、第三旋转轴3.7以及第四旋转轴3.8；所述防脱球窝1.5与所述第一转动臂3.3连接，所述第一旋转轴3.5设置在所述铰链固定页3.1上，所述第二旋转轴3.6与所述第一旋转轴3.5连接，同时所述第一转动臂3.3与所述第二旋转轴3.6连接；所述第二转动臂3.4与所述第二旋转轴3.6连接，同时所述第二转动臂3.4连接所述铰链活动页3.2，所述第四旋转轴3.8设置在所述铰链固定页3.1上，所述第四旋转轴3.8与所述第三旋转轴3.7连接，所述第三旋转轴3.7连接所述第二转动臂3.4。
所述平衡撑杆结构2还包括金属弹簧2.3和阻尼器2.4，所述金属弹簧2.3和所述阻尼器2.4设置在所述固定管2.2和所述运动管2.1之间。
所述车门11的外边缘部位设置有电吸锁8。
所述车门11外侧设置有控制开关9，所述车门11的内侧设置有主控制器6。
所述车门11外侧表面还设置有障碍物探测装置7。
所述电动撑杆机构车身1011的动力部件1.1具体为驱动电机，所述驱动电机与所述传动轴1.3通过减速齿轮连接。
所述电动撑杆机构1上还设置有电连接器1.7，所述电连接器1.7与所述主控制器6连接。
所述主控制器6包括同步控制部、速度控制部以及位置控制部。
本方案设计的一种车用侧门电动开启装置具体工作方式如下：
电动撑杆机构1中的防摆球窝1.6与电动撑杆固定支架4相连，并形成类似关节轴承的效果，可以实现多种角度的摆动，防脱球窝1.5与铰链结构3的第一转动臂3.3相连，同样可以实现多种角度的摆动而不脱落。
平衡撑杆机构2中上部球窝2.5与铰链机构3中铰链活动页3.2进行连接，并形成类似关节轴承的效果，可以实现多种角度的摆动。下部球窝3与平衡撑杆固定支架5相连，并形成类似关节轴承的效果，可以实现多种角度的摆动。
铰链机构3中的铰链固定页3.1与车身10相连，并使用螺栓进行紧固。铰链机构3中的铰链活动页3.2与车门11相连，并使用螺栓进行紧固。
主控制器6安装在车门11内部，并引出导线与电动撑杆机构1的电连接器1.7相连，实现电气信号的传递。
在侧门开启的过程中，主控制器6受到来自控制开关9的开启信号，经过主控制器6内部的运算处理，通过线束将相关的电气信号，传递给电动撑杆1，电动撑杆1会在动力部件1.1的驱动下，逐渐缩短长度，同时产生向下的驱动力，此驱动力和平衡撑杆2产生的向上弹力，共同推动铰链第一转动臂3.3绕第二旋转轴3.6旋转，当3.4受到来自3.3的驱动力后，绕第一旋转轴3.5、第二旋转轴3.7和第四旋转轴3.8同步转动，在上述产生的综合作用力下，3.2带动车门11向上运行，使得侧门向上开启，从而侧门电动开启的功能。另外，侧门的关闭过程与开启过程相反。
在实际工况下，不仅要实现侧门的电动开启功能，更应该从安全性、可靠性等多方面进行考量，所以在本电动开启装置中，增加了障碍物探测功能、防夹伤功能，以及不受气温影响的高可靠性设计。
障碍物探测功能：障碍物探测装置利用微波原理，在车门11开启的瞬间，对开启轨迹周边1.5m半径范围进行扫描分析，当探测分析有障碍物时，会立即发送信号给主控制器6、禁止侧门的电动开启，主控制器6同时会发出报警信号，提醒用户避免撞伤人员或车门碰撞。
防夹伤功能：车门11在关闭的过程中，有可能存在操作者腿部放在车外的情况，这种情况下，就容易造成人身伤害，所通过电动撑杆机构1内部的霍尔位置信号及电机电流信号，在同步控制部、速度控制部、位置控制部运算下，进行防夹力的判断，其防夹策略包括两种模式。
1、电流防夹：运行过程中，当检测到电机转速为0且电机矩大于临界値，并超过一定时间则判断出现电流防夹；
2、速度防夹：尾门运行过程中，当检测到单位时间内电机转速变化超出临界值，即加速度过大判断出现速度防夹；
两种防夹情形出现时均会触发防夹保护，实际工作时取决于哪个先触发；一般侧门中间位置处由于速度快，速度防夹先起作用；起点和终点近速度慢，电流防夹先起作用；
高可靠性设计：
相对市场上常见的气弹簧，在夏季高温情况下，其内部气体会膨胀，会导致气弹簧力值增加15%~30%，进而导致关门力增加，对于女性的驾驶人员来说，是极其不友好的，而在严寒的冬季，气弹簧气体会收缩，力值会衰减7%~25%，在车门开启状态，会存在侧门自动下坠的情况，影响驾驶人员进出，造成诸多不便，为此，对本方案中的平衡撑杆进行设计优化，采用全新的设计结构，取消对气温敏感的气弹簧，而采用金属弹簧2.32.3和阻尼器2.42.4的结合的方案，可以有效将力值变化控制在5%以内。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：包括电动撑杆机构、平衡撑杆机构以及铰链机构；
所述电动撑杆机构包括动力部件、传动轴以及金属拉簧；所述动力部件与所述传动轴连接，所述传动轴与所述金属拉簧连接，所述金属拉簧的顶部设置有防脱球窝，所述防脱球窝与所述铰链机构连接，所述传动轴的底部设置有防摆球窝，所述防摆球窝通过电动撑杆固定支架与车身连接；
所述平衡撑杆机构包括固定管和运动管，所述运动管顶部设置有上球窝，所述上球窝与所述铰链机构连接，所述固定管底部设置有下球窝，所述下球窝通过平衡撑杆固定支架与车身连接；
所述铰链机构包括铰链固定页和铰链活动页，所述铰链固定页与车身连接，所述铰链活动页与车门连接。
2. 根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述铰链机构还包括第一转动臂、 第二转动臂、第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴以及第四旋转轴；所述防脱球窝与所述第一转动臂连接，所述第一旋转轴设置在所述铰链固定页上，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴连接，同时所述第一转动臂与所述第二旋转轴连接；所述第二转动臂与所述第二旋转轴连接，同时所述第二转动臂连接所述铰链活动页，所述第四旋转轴设置在所述铰链固定页上，所述第四旋转轴与所述第三旋转轴连接，所述第三旋转轴连接所述第二转动臂。
3.根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述平衡撑杆机构还包括金属弹簧和阻尼器，所述金属弹簧和所述阻尼器设置在所述固定管和所述运动管之间。
4.根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述车门的外边缘部位设置有电吸锁。
5.根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述车门外侧设置有控制开关，所述车门的内侧设置有主控制器。
6.根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述车门外侧表面还设置有障碍物探测装置。
7.根据权利要求1所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述电动撑杆机构的动力部件具体为驱动电机，所述驱动电机与所述传动轴通过减速齿轮连接。
8.根据权利要求5所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述电动撑杆机构上还设置有电连接器，所述电连接器与所述主控制器连接。
9.根据权利要求5所述的一种车用侧门电动开启装置，其特征在于：所述主控制器包括同步控制部、速度控制部以及位置控制部。
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