CN113550666B - 一种汽车自吸合门锁及其控制方法 - Google Patents

一种汽车自吸合门锁及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车门系统技术领域，具体涉及一种汽车自吸合门锁及其控制方法；其中止动爪和卡板从左至右依次设置在锁基板上，且止动爪一端通过转轴连接在锁基板上，另一端与解锁电机的输出轴连接，卡板的一端通过转轴连接在锁基板上，另一端与吸合电机的输出轴连接；止动爪上设有从下往上设置的三个止动槽，从下往上的三个止动槽内依次装有半锁微动开关、全锁微动开关和过锁微动开关；卡板上设有止动凸起，该止动凸起配合连接在止动爪的某个止动槽内；通过锁的结构及控制方法，解决了现有汽车车门开闭系统功能之间的矛盾，共同完成门系统的开启及关闭，保证司乘安全。

Description

一种汽车自吸合门锁及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车门系统技术领域，具体涉及一种汽车自吸合门锁及其控制方法。
背景技术
汽车门系统有两大功能：一、通过汽车门锁及车门保持件保持在关闭位置，以保护乘员舱或发动机舱；二、可以绕车门保持件旋转(开启或关闭)，以满足乘员上下、取放行李、机舱维护等需求。因开闭系统无法与车身进行完全的刚性连接，所以开闭系统在极端工况下与车身之间存在相对运动，存在安全隐患。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种汽车自吸合门锁及其控制方法，适用于带有电动关闭功能的汽车门系统，配合门系统电动助力机构，共同完成门系统的开启及关闭。
一种汽车自吸合门锁，包括吸合电机、解锁电机、锁基板1、止动爪2和卡板3，其中止动爪2和卡板3从左至右依次设置在锁基板1上，且止动爪2一端通过转轴连接在锁基板1上，另一端与解锁电机的输出轴连接，卡板3的一端通过转轴连接在锁基板1上，另一端与吸合电机的输出轴连接；
所述止动爪2上设有从下往上设置的三个止动槽，从下往上的三个止动槽内依次装有半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6；
卡板3上设有止动凸起31，该止动凸起31配合连接在止动爪2的某个止动槽内或者未连接在任何一个止动槽内。
所述止动爪2上的三个止动槽分别为从下往上设置的第一止动槽21、第二止动槽22和第三止动槽23，其中第一止动槽21、第二止动槽22和第三止动槽23内分别装有半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6。
所述吸合电机、解锁电机、半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6分别通过导线与车内ECU连接。
一种上述汽车自吸合门锁的控制方法，包括如下内容：
基于车内ECU收到的按动车门开关的信号，结合车速信号及车门锁当前状态进行车门锁开关位置的控制；
当车内ECU未接收到按动车门开关的信号时，根据车速控制车门锁的锁定位置；
当车内ECU接收到按动车门开关的信号时，根据车门锁当前位置控制车门锁下一时刻的锁定位置。
具体地：在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，ECU接收到车速传感器的信号显示车速为零时：车内ECU控制汽车自吸合门锁处于全锁止位置或者半锁止位置；
在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，ECU接收到车速传感器的信号显示车速不为零时：车内ECU控制汽车自吸合门锁处于过锁止位置；
当车内ECU接收到按动车门开关的开门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
汽车自吸合门锁处于过锁止位置时，车内ECU控制解锁电机无动作；
汽车自吸合门锁处于除了过锁止位置的其他位置时，车内ECU控制解锁电机动作，使得各个微动开关均未被触发，再控制车门系统中的电动助力机构将车门打开；
当车内ECU接收到按动车门开关的关门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭，同时车内ECU控制吸合电机动作直至半锁微动开关4被触发。
更具体地：在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速为零时：
若过锁微动开关6被触发，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第三止动槽23内，此时车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪2转动，直至全锁微动开关5被触发，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第二止动槽22内，车内ECU控制解锁电机停止动作；
若过锁微动开关6未被触发，无动作。
在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速不为零时：
若全锁微动开关5或半锁微动开关4被触发，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第二止动槽22或第一止动槽21内，此时车内ECU控制吸合电机动作，进而控制卡板3转动，直至过锁微动开关6被触发，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第三止动槽23内，车内ECU控制吸合电机停止动作；
若全锁微动开关5及半锁微动开关4均未被触发，无动作。
当车内ECU接收到按动车门开关的开门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
若过锁微动开关6被触发，说明此时车速不为零，无动作；
若半锁微动开关4或者全锁微动开关5被触发，说明此时车速为零，车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪2转动，直至各个微动开关均未被触发，此时车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门打开.
当车内ECU接收到按动车门开关的关门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭，车内ECU同时控制吸合电机动作，进而控制卡板3转动，直至半锁微动开关4被触发，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第一止动槽21内，车内ECU控制吸合电机停止动作。
本发明的有益效果：
汽车门系统有两大功能：一、通过汽车门锁及车门保持件保持在关闭位置，以保护乘员舱或发动机舱；二、可以绕车门保持件旋转(开启或关闭)，以满足乘员上下、取放行李、机舱维护等需求；本发明通过锁的结构及逻辑，将两大功能所需的密封反力相互独立，解决了开闭系统两大功能之间的矛盾，保证司乘安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的汽车自吸合门锁结构示意图。
图2为本发明的汽车自吸合门锁半锁状态示意图。
图3为本发明的汽车自吸合门锁全锁状态示意图。
图4为本发明的汽车自吸合门锁过锁状态示意图。
其中：1锁基板、2止动爪、21第一止动槽、22第二止动槽、23第三止动槽、3卡板、31止动凸起、4半锁微动开关、5全锁微动开关、6过锁微动开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-4所示，一种汽车自吸合门锁，包括吸合电机、解锁电机、锁基板1、止动爪2和卡板3，其中止动爪2和卡板3从左至右依次设置在锁基板1上，且止动爪2一端通过转轴连接在锁基板1上，另一端与解锁电机的输出轴连接，卡板3的一端通过转轴连接在锁基板1上，另一端与吸合电机的输出轴连接；
所述止动爪2上设有从下往上设置的三个止动槽，从下往上的三个止动槽内依次装有半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6；
卡板3上设有止动凸起31，该止动凸起31配合连接在止动爪2的某个止动槽内或者未连接在任何一个止动槽内。
所述止动爪2上的三个止动槽分别为从下往上设置的第一止动槽21、第二止动槽22和第三止动槽23，其中第一止动槽21、第二止动槽22和第三止动槽23内分别装有半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6。
每一个止动槽上设置的微动开关，ECU通过识别微动开关的信号，可以判断门锁以及车门所处的位置，具体地：半锁微动开关4指示门锁处于半锁紧位置；全锁微动开关5指示门锁处于全锁紧位置；过锁微动开关6指示门锁处于过锁紧位置。
相应的，卡板3上设置有止动凸起，通过与止动爪2上的止动槽互相啮合来保证可靠的闭锁。
进一步的，当卡板3止动凸起与止动爪2的第一止动槽21啮合，则半锁微动开关4触发，当卡板3止动凸起与止动爪2的第二止动槽22啮合，则全锁微动开关5触发，当卡板3止动凸起与止动爪2的第三止动槽23啮合，则过锁微动开关6触发。
其中半锁紧位置：车门不完全关闭时，锁体与锁扣(或挡块)所处的啮合位置，为防止全锁紧失效而设置。
全锁紧位置：车门完全关闭时，锁体与锁扣(或挡块)所处的啮合位置。此时门系统处在理论设计位置。
过锁紧位置：车门过关时，锁体与锁扣(或挡块)所处的啮合位置。此时门系统处在过度关闭位置。
一种上述汽车自吸合门锁的控制方法，在控制汽车自吸合锁时，输入信号中加入了车速传感器信号，包括如下内容：
将吸合电机、解锁电机、半锁微动开关4、全锁微动开关5和过锁微动开关6分别通过导线与车内ECU连接，将信号输入车内ECU，同时车内ECU能够控制吸合电机和解锁电机的开启与关闭；
在车内ECU未接收到乘员按动车门开关的信号的情况下当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速为零时：
若过锁微动开关6被触发，即过锁微动开关6向车内ECU反馈信号，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第三止动槽23内，此时车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪2转动，直至全锁微动开关5被触发，即全锁微动开关5向车内ECU反馈信号，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第二止动槽22内，车内ECU控制解锁电机停止动作；此时还可以继续控制止动爪2转动，直至半锁微动开关4被触发；此时门锁保持在全锁紧位置，保证开启时声品质优良，同时外观间隙阶差满足DTS要求。
若过锁微动开关6未被触发，即过锁微动开关6未向车内ECU反馈信号，无动作；
在车内ECU未接收到乘员按动车门开关的信号的情况下当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速不为零时：
若全锁微动开关5或半锁微动开关4被触发，即全锁微动开关5或半锁微动开关4向车内ECU反馈信号，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第二止动槽22或第一止动槽21内，此时车内ECU控制吸合电机动作，进而控制卡板3转动，直至过锁微动开关6被触发，即过锁微动开关6向车内ECU反馈信号，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第三止动槽23内，车内ECU控制吸合电机停止动作；此时门锁保持在过锁紧位置，保证车辆运动时门系统稳定。
若全锁微动开关5及半锁微动开关4均未被触发，即全锁微动开关5及半锁微动开关4均未向车内ECU反馈信号，无动作；
当车内ECU接收到乘员按动车门开关的开门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
若过锁微动开关6被触发，即过锁微动开关6向车内ECU反馈信号，说明此时车速不为零，无动作；
若半锁微动开关4或者全锁微动开关5被触发，即半锁微动开关4或全锁微动开关5向车内ECU反馈信号，说明此时车速为零，车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪2转动，直至各个微动开关均未被触发，此时车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门打开；
当车内ECU接收到乘员按动车门开关的关门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭，车内ECU同时控制吸合电机动作，进而控制卡板3转动，直至半锁微动开关4被触发，即半锁微动开关4向车内ECU反馈信号，说明卡板3的止动凸起31配合连接在第一止动槽21内，车内ECU控制吸合电机停止动作。
其中车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭的过程为：电动助力机构将汽车门系统闭合到半锁紧位置，此时自吸合锁的吸合电机开始工作，带动锁钩转动，直至全锁紧位置，完成电动关闭。此时若车辆静止，则保持在全锁紧位置，若车辆运动或由静止变为运动，则吸合电机继续工作，直至过锁紧位置。
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门开启的过程为：若车辆运动，则门锁不动作；若车辆由运动变为静止，则解锁电机带动止动爪旋转，释放卡板，由过锁紧位置解锁，直至全锁紧位置；若车辆静止，解锁电机带动止动爪旋转，释放卡板，由全锁紧位置解锁。
所述车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门开启或关闭电控原理如下：
所述电控系统包含自吸合门锁，车内ECU，车速传感器，电动助力机构，门开关。电动助力机构与车门锁配合，实现车门的电动开闭。
其中车速传感器和门开关的信号为系统外部输入信号；半锁微动开关4，全锁微动开关5，过锁微动开关6为内部控制信号；车内ECU为控制器；吸合电机，解锁电机，电动助力机构为执行机构。
汽车门系统有两大功能：一、通过汽车门锁及车门保持件保持在关闭位置，以保护乘员舱或发动机舱；二、可以绕车门保持件旋转(开启或关闭)，以满足乘员上下、取放行李、机舱维护等需求。因开闭系统无法与车身进行完全的刚性连接，所以开闭系统在极端工况下与车身之间存在相对运动，为实现功能一，需要尽可能增大开闭系统的密封反力，以减小开闭系统与车身之间的相对运动；为实现功能二，需要尽量减小密封反力，以防因密封反力过大导致开启瞬间密封反力释放造成异响。故两大功能需要不同的密封反力来实现，本发明通过锁的结构及逻辑，将两大功能所需的密封反力相互独立，解决了开闭系统两大功能之间的矛盾。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种汽车自吸合门锁，其特征在于包括吸合电机、解锁电机、锁基板(1)、止动爪(2)和卡板(3)，其中止动爪(2)和卡板(3)从左至右依次设置在锁基板(1)上，且止动爪(2)一端通过转轴连接在锁基板(1)上，另一端与解锁电机的输出轴连接，卡板(3)的一端通过转轴连接在锁基板(1)上，另一端与吸合电机的输出轴连接；
所述止动爪(2)上设有从下往上设置的三个止动槽，从下往上的三个止动槽内依次装有半锁微动开关(4)、全锁微动开关(5)和过锁微动开关(6)；
卡板(3)上设有止动凸起(31)，该止动凸起(31)配合连接在止动爪(2)的某个止动槽内或者未连接在任何一个止动槽内。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自吸合门锁，其特征在于所述止动爪(2)上的三个止动槽分别为从下往上设置的第一止动槽(21)、第二止动槽(22)和第三止动槽(23)，其中第一止动槽(21)、第二止动槽(22)和第三止动槽(23)内分别装有半锁微动开关(4)、全锁微动开关(5)和过锁微动开关(6)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车自吸合门锁，其特征在于所述吸合电机、解锁电机、半锁微动开关(4)、全锁微动开关(5)和过锁微动开关(6)分别通过导线与车内ECU连接。
4.一种权利要求1-3中任意一项所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于包括如下内容：
基于车内ECU收到的按动车门开关的信号，结合车速信号及车门锁当前状态进行车门锁开关位置的控制；
当车内ECU未接收到按动车门开关的信号时，根据车速控制车门锁的锁定位置；
当车内ECU接收到按动车门开关的信号时，根据车门锁当前位置控制车门锁下一时刻的锁定位置。
5.根据权利要求4所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于：
在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，ECU接收到车速传感器的信号显示车速为零时：车内ECU控制汽车自吸合门锁处于全锁止位置或者半锁止位置；
在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，ECU接收到车速传感器的信号显示车速不为零时：车内ECU控制汽车自吸合门锁处于过锁止位置；
当车内ECU接收到按动车门开关的开门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
汽车自吸合门锁处于过锁止位置时，车内ECU控制解锁电机无动作；
汽车自吸合门锁处于除了过锁止位置的其他位置时，车内ECU控制解锁电机动作，使得各个微动开关均未被触发，再控制车门系统中的电动助力机构将车门打开；
当车内ECU接收到按动车门开关的关门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭，同时车内ECU控制吸合电机动作直至半锁微动开关(4)被触发。
6.根据权利要求5所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下，当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速为零时：
若过锁微动开关(6)被触发，说明卡板(3)的止动凸起(31)配合连接在第三止动槽(23)内，此时车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪(2)转动，直至全锁微动开关(5)被触发，说明卡板(3)的止动凸起(31)配合连接在第二止动槽(22)内，车内ECU控制解锁电机停止动作；
若过锁微动开关(6)未被触发，无动作。
7.根据权利要求5所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于在车内ECU未接收到按动车门开关的信号的情况下当车内ECU接收到车速传感器的信号显示车速不为零时：
若全锁微动开关(5)或半锁微动开关(4)被触发，说明卡板(3)的止动凸起(31)配合连接在第二止动槽(22)或第一止动槽(21)内，此时车内ECU控制吸合电机动作，进而控制卡板(3)转动，直至过锁微动开关(6)被触发，说明卡板(3)的止动凸起(31)配合连接在第三止动槽(23)内，车内ECU控制吸合电机停止动作；
若全锁微动开关(5)及半锁微动开关(4)均未被触发，无动作。
8.根据权利要求5所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于当车内ECU接收到按动车门开关的开门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
若过锁微动开关(6)被触发，说明此时车速不为零，无动作；
若半锁微动开关(4)或者全锁微动开关(5)被触发，说明此时车速为零，车内ECU控制解锁电机动作，进而控制止动爪(2)转动，直至各个微动开关均未被触发，此时车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门打开。
9.根据权利要求5所述汽车自吸合门锁的控制方法，其特征在于当车内ECU接收到按动车门开关的关门信号时，无需考虑车内ECU接收到车速传感器的信号，按下述情况进行控制：
车内ECU控制车门系统中的电动助力机构将车门关闭，车内ECU同时控制吸合电机动作，进而控制卡板(3)转动，直至半锁微动开关(4)被触发，说明卡板(3)的止动凸起(31)配合连接在第一止动槽(21)内，车内ECU控制吸合电机停止动作。
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