CN1323276C - 传感器模块和机动车辆可开启组件打开控制机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器模块以及一种机动车辆可开启组件打开控制机构。所述传感器模块用于车辆可开启组件的打开控制，特别用于车窗，其包括一个第一传感器(14)和一个第二传感器(18)。第一传感器为可以控制电路闭合的位移传感器，例如转换开关或簧片开关。第二传感器由该电路供电，其启动由第一传感器控制。当第一传感器未致动时，模块受到电隔离且不消耗任何能量。如果第一传感器致动，第二传感器启动并用于探测控制机构中运动部件例如一个拉柄或一个开启杠杆的运动。所述机动车辆可开启组件打开控制机构具有上述的传感器模块和一运动部件，所述运动部件的运动由所述第一和第二传感器探测出。

Description

传感器模块和机动车辆可开启组件打开控制机构

发明领域

本发明涉及到机动车辆领域，更具体地涉及打开例如车窗的可开启组件的控制机构。

背景技术

一种机动车辆锁将这种可开启的组件锁止在关闭状态；它也可以通过使用者作用到连接在锁上的内部或外部的开启控制机构来打开所述可开启组件使用者。这种类型锁安装在车辆可开启组件上是很典型的。它具有一个搭扣，其功能为锁止一个安装在车辆上与锁相对应的指钩式组件，或相反的，用来解放一个指钩式组件。这种解放指钩式组件的动作，其功能为解锁所述可开启组件，公知为开启锁或“打开”锁；相反的，将指钩式组件保持在锁中的动作，其阻止可开启组件的松开，公知为锁止锁。当关闭可开启组件时，搭扣被指钩式组件推向其锁止位置，并由一个保持器阻止其返回开启位置，这样锁就在没有外力作用的情况下把锁保持在锁止状态。通过作用到外部开启控制机构来阻止锁开启的动作公知为“安全锁止”所述锁；“安全解锁”是一个相反的操作，当外部开启控制机构致动时，其恢复锁为开启状态。

开启锁有多种可行方案存在。对传统的机械锁，通过作用在一个外部或内部的开启控制机构来开启锁。所述安全锁止和解锁操作传统的实施方式为使用一种安装在车框架上的拉钮或相似物或一种电子机械式致动器。对于车辆后背箱或前门来说，也利用一个扣闩来安全锁止锁或打开锁；在这种情况下，对机械锁来说在锁和扣闩之间则必须设置一个连接件。

US-A-5134392公开了一种无匙开启系统。所述开启系统使用一种由长寿命电池供电的传动器。EP-A-0694664公开了一种电动式机动车辆锁。这种锁通过电操作由车用蓄电池供电的致动器来开启。同时在装有该锁的车门上还有一由备用电池构成的备用电源。当车用蓄电池提供能量失效时，所述锁可以通过备用电池供电开启。

法国专利申请为FR02-01698和FR02-01699公开了机电式锁。在锁的正常操作情况下，解锁时，在锁的机械开启控制机构上的动作致动锁的电开启并启动开启马达。这些文件提出通过提供供电装置，传感器或软件冗余来安全地开启锁。

更进一步的，不同的锁止系统-例如电动和机械的-通常在相同范围内的机动车辆上都会安装。在这种情况下其限制之一为多样性的减小。

发明内容

所以需要一种简单、可靠并结实的解决方案，使其可以探测车辆可开启组件开启控制机构的控制致动。

为此本发明的一个实施方式就提供了一种传感器模块，其包括：

一个即使在不供电时也可以探测位移的第一位移传感器；

一电路，其闭合由所述第一传感器控制；

一个第二传感器，其由所述电路的闭合激活而适于确认第一传感器的探测结果。

在一个实施方式中，第二传感器由所述电路供电或读出。在此情形下，第二传感器最好从变形传感器、位移传感器、受力传感器和感应传感器中选出。

所述第一传感器可从转换开关和簧片开关中选出其一。第二传感器也可以从同类组中选出。

优选的，第一和第二传感器运用不同的探测技术。

本发明的另一实施方式还提供一种具有如上传感器模块和一个移动部件的机动车辆可开启组件打开控制机构，该移动部件之移动可由第一和第二传感器探测出。

附图说明

本发明的其它技术特征和优势将在下面结合示例并参照附图详细描述，附图示出：

图1为本发明第一实施方式的传感器模块透视示意图；

图2和图3为本发明不同实施方式中传感器模块的电子线路图；

图4为本发明第二实施方式中的传感器电路图；

图5为本发明第三实施方式中的传感器电路图；

图6为一个可以具有本发明传感器模块的打开控制分解透视图；

图7为图6中控制的部分截面图；

图8为另一个可以具有本发明传感器模块的打开控制分解透视图；

图9为图8中控制的部分截面图；

具体实施方式

在第一实施方式中，参照图1-3，本发明提供一种用于机动车辆开启控制机构中的传感器模块。所述模块装有一个控制一电路闭合的第一位移传感器。模块还具有一第二传感器，其由所述电路供电和/或由所述电路读出。当没有致动时，第一传感器电隔离传感器模块；具体上，第二传感器不消耗任何能量。所以模块的能量消耗为零。当第一传感器致动发生时，电路闭合并且第二传感器被激活。然后它就可以提供重复探测来确认向装有该模块的锁发出的命令。

图1为本发明一实施方式的传感器模块透视示意图。模块2有一外壳4，该外壳利用安装装置装配在一个开启控制机构的阻件上。在图1的示例中，这些安装装置由两个舌片6、8和一个短柱10构成。所述短柱相距两舌片之一较近而与另一较远，用于定位一个槽，参照图6将对此予以解释。其中一舌片8为弧形而另一舌片6带有一止挡12；通过将弧形舌片8插入一槽中且使舌片6弹性变形并把它推入另一槽中，由此安装在控制机构上。当传感器模块到位时，所述止挡可以使其保持在其位置上。特别是当安装装置设置为阻止任何由模块位置产生的混乱时，本示例中舌片以外的安装装置也可以应用，也可以不用定位槽。

模块2具有一个第一传感器，其为一位移传感器。在附图的示例中，位移传感器是一个转换开关，当运动部件位移时，该开关转换状态。所述运动部件安装在一个变形波纹管14中，其运动沿图中箭头16所指的方向。不考虑其状态转换，转换开关可以作为第一传感器控制来控制电路的闭合。在示例中，当第一传感器没有致动时电路断开，当第一传感器沿着沉降到外壳的方向受机械致动时，电路闭合。以此方式第一传感器受开启控制部件或一个特殊的凸轮机械地致动。

由示例余下的描述示出，一个机械致动的转换开关仅仅是一个用位移传感器控制电路闭合的示例。具体的，一个簧片开关可以用来替代转换开关，这类开关由一个内含两个相互靠近的簧片的玻璃灯泡构成，两簧片会在磁场作用下相互接触。簧片间的接触具有闭合电路的效应。在这种情况下，该传感器探测到控制机构中与一个运动部件配装的磁体的位移。

在以上两种情形下，第一传感器即使在不供电时也可以探测到位移。

模块2还具有一个第二传感器。第二传感器可以是位移、受力、变形或感应传感器。在附图的示例中，其为一霍尔效应传感器。第二传感器的感应件18在外壳的侧边示意出。第二传感器由电路供电，电路的闭合由第一传感器控制。一旦供电，第二传感器就可以探测另一部件的位移、受力、变形或接近。

第二传感器具体上可以是：

一转换开关；

一霍尔效应传感器，如图2、3中所示；

一簧片开关，如图4中示例所示；

一光学位移传感器；

一电容性接近探测传感器；

一超声接近探测传感器；

一电感性可变阻抗或涡流感应传感器；

一电阻性、光学、磁性或其它类型编码器；

一变形传感器，例如应变计或压电隔膜；

一受力传感器，例如压电、磁弹性或应变计传感器；

两个传感器最好运用不同技术以减小其共同失效的风险。

图1中的模块如下操作。当第一传感器未致动时，模块处于闲置。在这个状态下，电路断开且第二传感器没有供电。当第一传感器通过运动部件的机械作用受致动时，波纹管14收缩且第一传感器闭合电路。此方式具有启动第二传感器的效应。这样依其操作方式，第二传感器可以探测另一部件的位移、受力、变形或接近。

如参照图6-9的解释，所述模块可以用于机动车辆可开启组件的打开控制机构上。当打开已经允许，在电子系统从其备用状态“觉醒”且在必要时，第一传感器所传达的信号用于触发打开功能。第二传感器的信号用于使启动锁打开马达的命令执行或生效。

所述模块有如下优势，模块中第一和第二传感器的存在提供冗余并确保打开命令的可靠探测。具体上，这种冗余减小了电子打开锁系统的自发打开：第一传感器故障且指示致动-如附图中的示例，如果运动部件持续在低位-第二传感器提供可靠的致动指示。相反的，如果第二传感器故障并指示致动，除非第一传感器致动，否则其将被忽略。此方式防止自发打开的发生和危险性致动的出现，例如在车辆移动时的自发打开，当车辆在斜坡上停驻时的自发打开，等等。

并且，当车辆停驻时-例如在长期停车场-第一传感器断开电路。传感器模块及其控制电子电路不消耗任何能量，这或多或少的防止蓄电池迅速放电。第一传感器的致动通过闭合电路来启动系统控制电子电路。

最后，所述模块可根据打开控制机构的种类而容易地进行翻新改进到一个打开控制机构上。如果簧片开关用作第一传感器，同时，可以将一磁体装到打开开启控制机构上；如果第二传感器是一个霍尔效应传感器，那么与上述相同。在任何情形下，如图6-9所示，相同的部件用于产生不同的打开控制。所以，所述传感器模块导致多样化的减小。

图1仅为一个示例。具体上，第一传感器最好控制为：在第一传感器没有致动时，断开电路，或换句话说，在致动时，闭合电路。如果第一传感器具有一根弹簧，则确保当第一传感器没有致动时或打开控制机构闲置时弹簧处于放松状态。当第一传感器闲置时可使其永久性闭合电路；在此情况下，当打开开启控制在闲置状态时，第一传感器致动以断开电路。换句话说，第一传感器当不再由打开开启控制致动时则控制电路闭合。两种情况下，第一传感器确保当使用者作用在开启打开控制机构时电路是闭合的。

图2和3示出模块的电路图，其以第二传感器为霍尔效应传感器为示例。这些线路没有示出第一传感器控制电路的闭合方式，只是示出第一和第二传感器的读出电子电路。

图2中的示例示出第一传感器30，示意为一转换开关。该电路由四个端点32，34，36和38。电源电压施于端点38上，端点34接地。端点36提供一个代表第二传感器40状态的信号而端点32提供一个代表第一传感器30状态的信号。第一传感器串接在两个端点32和34之间。霍尔效应传感器接地34。电源端点通过一个电阻48和一个二极管50接在端点38上。接地的齐纳二极管之一端连接于传感器40和电阻48之间。一个保护性电容52接于地与端点38之间。电阻48和齐纳二极管46作用为过电压保护，二极管50保护住传感器不被电池极位的反接的损害，而电容52保护住传感器不受放电和静电放电损伤。霍尔效应传感器的状态端通过一个电阻42连接至读出端点36；再次的，一个保护性电容44接于地和端点36间。电阻42用作过电压保护而电容44保护传感器不受放电和静电放电损伤。图2中端点36提供一个代表第二传感器40状态的信号而端点32提供一个代表第一传感器30状态的信号。

图3中的示例与图2的示例相似，但其采用霍尔效应传感器与用来提供电源和读出的端点38共线的方法。图3中的电路联接不具有电阻42和电容44；霍尔效应传感器的读出端点通过一电阻54连接到它的电源端点上。在端点38电压的测量值可确定传感器状态。

图2和图3中的示例是非限定性的。

图4和5示出了本发明的第二实施方式。在该实施方式中，传感器模块具有两个即使在未供电时也能够探测位移的传感器，它们几乎不消耗或根本就不消耗能量。优选的传感器采用不同的探测技术以减小其共同失效的风险。就两个传感器在未致动时消耗极少或不消耗能量而言，当其闲置时，不需要该两传感器之一将另一个传感器电隔离。再次的，两传感器之一最好用于启动车辆可开启组件电子电路。此方式减少电子电路启动端点的数目而简化其结构。

图4示出了读出电路框图。在图4的示例中，第一传感器66为一转换开关，而第二传感器68为一个簧片开关。图4的电路有三个端点60，62和64。第一传感器66安装于端点60和62之间，而第二传感器68安装在端点64和62间且与一个保护性电阻70串连。端点62接地而端点60和64用于读出传感器状态。

图5示出另一实施方式。如图4中的示例，两传感器72，74为消耗很少或不消耗能量的位移传感器。图示为一种传感器可能的进行模拟探测的装配方式。每个传感器分别与电阻76，78串连；优选的电阻具有不同阻值。电压V并联地施加到两串连电路的端点上。可以理解，电压由两传感器的状态决定，且其值在没有、一个或两个传感器通电时是不同的。图5的电路是一个为位移探测的带有冗余探测的简单模拟电路。

像图1-3中的模块一样，图4和5中的模块有利地用于机动车辆可开启组件的打开控制。有利的，在此情况下，两传感器用来探测同一部件的运动，例如门柄或柱头。以此方式模块提供冗余探测；如图6-9中的示例，部件的运动可以直接作用到这两个传感器上。也可以提供中间部件，使门柄或柱头的运动可以直接或间接作用到两个传感器上。图6-9示出在机动车辆可开启组件打开控制中运用传感器模块的示例。在这些示例中，模块用来探测相同运动部件的运动，如控制机构的活动手柄。在图6和7中的控制系统为控制机构的活动拉柄。图8和9是一个脚踏柄的控制。在图8和9的示例中，传感器模块探测一个单一部件的运动，该部件为一个开启脚踏板。在图6和7的示例中，传感器模块探测一拉柄的运动；拉柄的运动由第二传感器直接探测且由第一传感器通过其受到一开启杠杆的作用来间接探测到。无论探测是直接还是间接，传感器模块都对单一部件提供冗余探测。

图6示出一外部拉柄开启控制机构的分解透视图。外部开启控制机构外壳100还有在可开启组件与外壳间插入的密封元件102在图中可见。外壳具有一个线缆保护套106的止挡104。其具有用来支撑旋转开启杠杆112的轴110的孔108。用来恢复杠杆到闲置位置的回复弹簧114安装在开启杠杆和外壳之间。外壳还具有用来安装如图1所示模块的装置116；在示例中，该装置具有两个槽和一个通过短柱的孔。附图示出模块118和其线缆束120。扣闩座122通过一个螺钉124固定在外壳上。最后，附图示出一个拉柄126和一个通过未标号的螺钉固定的开启凸轮128。拉柄可以装有一磁体130。线缆端132可由开启杠杆驱动，传感器模块与图1-3中所示相似，其不同之处为霍尔效应传感器未布置在模块的相同侧。

图6中的多种部件可用于一机械打开设置中。在此情况下，拉柄126安装在外壳上，开启杠杆112与其弹簧114一起安装，凸轮128安装在杠杆上，扣闩座也安装上了，保护套106安置在外壳上且线缆端安置在开启杠杆中。其中既没有采用传感器模块118也没有采用磁体130。该锁为纯机械式。拉动门柄的旋转通过凸轮128作用在开启杠杆112上而与回复弹簧力相对抗。杠杆拉动线缆一端，其导致-假设预先实施了这里没有描述的装置进行安全解锁-锁被打开。当使用者放开拉柄，回复弹簧致动并带回杠杆，然后拉柄回到闲置状态。

图6中的部件可用于电动打开设置，其带有由转换开关控制的电子式打开机构，例如其安装在线缆具有锁的一端。以此方式，线缆的运动控制电开启的致动。在此情况下，还是不需要传感器模块。

再次的，图6中的部件可用于电动打开设置，带有控制打开机构。传感器模块118安装在外壳上并连接于线缆束。若要求冗余，磁体130就安装在拉柄上。电动开启马达的启动由传感器模块中的传感器控制。如FR02-01698和FR02-01699中所推荐的，线缆可用于电子开启的致动。在此情况下，传感器模块用于控制电动开启。

最后，图6中的部件可用于一个纯电动打开设置。在此情况下，除未用线缆外其组装相同。图7示出外部开启控制机构在闲置位置时的部分截面图。外壳100，带有磁体130的拉柄126和凸轮128，还有开启杠杆112和传感器模块118均在此图中可见。拉动拉柄通过凸轮128使杠杆围绕其轴110的旋转，此旋转与弹簧的作用力相对抗。杠杆的下部作用到传感器模块中安置在顶部的第一传感器上。其具有闭合传感器模块电路的效果并向第二传感器供电。同时，磁体130在模块118中的第二传感器前方运动，提供拉柄致动的冗余信息。

当使用者放开拉柄，弹簧114将杠杆112及拉柄126带回到闲置位置。杠杆112停止向第一传感器118作用，模块恢复到闲置状态，霍尔效应传感器的供电断开。必须指出的是在其它实施方式中，由杠杆112和凸轮118组成的反转装置可以除去。

这样，传感器模块和其相应磁体依开启控制机构的类型改装到开启控制机构上。

图8和9为图6和7所示图的模拟图示，其设计为一脚踏柄。图8示出外部开启控制机构的分解透视图。外部开启控制机构外壳140及其在可开启组件一侧的安装密封件142在图中可见。该外壳具有一个用于线缆保护套146的止挡144。其具有用来支撑旋转开启踏板152的轴150的孔148。用来恢复杠杆到闲置位置的回复弹簧154安装在开启踏板和外壳之间。外壳还具有用来安装如图1所示模块的装置156；在示例中，该安装装置具有两个槽和一个通过短柱的孔。附图示出模块158和其线缆束160。扣闩座162和扣闩凸轮164固定在外壳上。最后，图中示出开启踏板152所用的密封件168，170。可以在图中见到踏板上的一个部件形成一个开启凸轮172和一个磁体176的基座174。线缆的一端178由开启踏板驱动。传感器模块158与图1-3中的模块相似。

如参照图6和7中的解释，图8中的多种部件可以用在不同的设置中，包括机械打开、带有由转换开关电控制打开的电动打开，由电动或纯电控制打开的电动打开。

图9示出了图8中的外部开启控制机构的竖直截面图，其为带有传感器模块158的设置。附图所示为外部开启控制机构在其空闲位置。具有霍尔效应传感器探测区域18的传感器模块158在图中可见。附图示出带有开启踏板152和密封168的外部开启控制机构外壳140。可开启组件的外侧180在图中可见。在图中示出的闲置位置，踏板152抵靠外壳。部件172形成的凸轮没有作用在传感器模块的波纹管上，所以第二霍尔传感器没有启动。拉动开启踏板导致其在图中顺时针旋转。踏板中形成凸轮的部件172作用在第一传感器上，以此启动可开启组件的电子电路，具体为向第二传感器(即霍尔效应传感器)供电。同时，磁体176从传感器18脱开，以此确认开启。对于纯电动打开，启动打开马达。在图9的示例中，部件172的运动继续且传感器模块的外壳不是行程停止的一端，此方式可以减小模块上的应力。也可以让模块对踏板152进行行程限制。

从图6至9中可以理解，两个传感器的开关顺序可以变换。这样，在第一传感器闭合电路之前第二传感器可以从第一状态转换至第二状态。在电路闭合之后，第二传感器是否处于第二状态可探测出。另外可选择的，如果第二传感器的转换需要探测，模块工作方式是：第一传感器受到作用之后第二传感器转换状态。最后一个方案对接近探测传感器-光学、电容性或超声-特别有利，这样其转换状态也受到探测。

当然，本发明不只限于作为示例描述的实施方式。所以，在示例中，本发明描述为其应用于车门的打开；而它通用的应用到任何车辆上的可开启组件，特别是后背箱盖或车门。本发明的传感器模块可用在与图6至9中所示不同结构的控制机构中。所述模块还可以用于带有其闲置位置在中间的门柄的控制机构，其可以向两个相对的方向移动，例如由标致(Peugeot)制造的806型车的后车门门柄。在此情况下，第一传感器可在门柄一离开其中间闲置位置即可致动；第二传感器探测门柄在单一方向的运动。可设置成：其在一个运动方向上为纯电动打开控制，而在另一个运动方向为纯机械控制，该类控制为将一运动钩型可开启组件保持在完全开启位置的机构所用。图6至9中的示例示出在图1至3中的传感器模块用于冗余地探测一个部件-一个拉柄或开启踏板的运动。在图4和5中的传感器模块同样可用于如在图6至9中的外部开启控制机构。另外，图1至3中的传感器模块首先探测一运动部件的位移，然后是一项另外的致动。例如，该模块可在具有固定门柄和柱头的控制机构中同等运用，如BMW在其制造的Mini型车上应用的控制机构；在此情况下，第一传感器和第二传感器可以探测柱塞的运动，如参照图6至9中的解释。第二传感器可以探测使用者的手是否放于固定的门柄上；在此情况下，第二传感器可为电容性传感器，只有当第一传感器受柱头致动时才启动。

前述提出的示例中，本发明实施于一外部开启控制机构，还可以应用于一内部开启控制机构。

Claims (8)

1.一种传感器模块(2)，其包括：

一个即使不供电也可以探测位移的第一位移传感器(14、30、66)；

一电路，其闭合由所述第一传感器(14、30、66)控制；以及

第二传感器(18、40、68)，其由所述电路的闭合激活而适于确认所述第一传感器的探测结果。

2.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述第二传感器由所述电路供电。

3.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述第二传感器的状态由所述电路读出。

4.如权利要求2或3所述的模块，其特征在于，所述第二传感器是从一个由变形传感器、位移传感器、受力传感器和感应传感器构成的组中选出。

5.如权利要求1至3之任一所述的模块，其特征在于，所述第一传感器是从一个由转换开关和簧片开关构成的组中选出。

6.如权利要求1至3之任一所述的模块，其特征在于，所述第二传感器是从一个由转换开关和簧片开关构成的组中选出。

7.如权利要求1至3之任一所述的模块，其特征在于，所述第一和第二传感器应用不同的探测技术。

8.一种机动车辆可开启组件打开控制机构，其具有一如权利要求1至7之任一所述的传感器模块和一运动部件，所述运动部件的运动由所述第一和第二传感器探测出。

Images