CN202899881U - 一种车门电动助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车门电动助力装置，属于汽车电子技术领域。它解决了现有的技术中车门助力装置功能单一且实际效果不够好的问题。车辆包括车门以及在侧门外围的门框，本车门电动助力装置包括：用于对车门开启或关闭进行助力的伺服电机、用于固定伺服电机的支架、用于通过检测伺服电机相位变化判断车门的开启或关闭并控制所述伺服电机对车门的开启或关闭进行转动助力的控制装置以及用于给整个助力装置供电的电源；伺服电机通过支架固定在门框位于车内一侧，控制装置固定在门框位于车内一侧，伺服电机通过导线与控制装置连接。本车门电动助力装置能够实现车门开启或关闭均提供助力，为乘客进出车门提供了方便。

Description

一种车门电动助力装置

技术领域

本实用新型属于汽车电子技术领域，涉及一种车门电动助力装置。

背景技术

随着汽车工业的不断发展和人们的消费水平的不断提高，在我国的汽车保有量急剧增长，使得我国成为一个汽车消费大国。汽车作为一种便捷的交通工具，给人们的生活带来了极大的便利。车门是与汽车使用者关系最为密切的汽车部件之一，其开启和关闭的操作力和操作感觉直接影响汽车使用者对该汽车的品质的印象。普通车门与车身通过铰链和限位器连接，没有助力装置，其开启和关闭的操作力和操作感觉直接取决于铰链和限位器的参数设定，且无法变化。为此有人设计了车门开启或关闭的助力装置。

中国专利文献“车门关闭助力装置”，申请号：201020691756.2，公告号CN201943497，公开了一种车门助力装置，该装置包括：用于吸引车门的至少一个电磁铁，其设置在车体门框内；用于给所述至少一个电磁铁供电的电源；以及用于根据车门的位置接通或断开所述电源给所述至少一个电磁铁的供电的控制装置。该技术方案通过给电磁铁供电产生磁吸力吸引车门从而解决了关闭车门时缺少助力的问题，但是并没有解决在车门开启时缺少助力的问题。

中国专利文献“一种轿车开门助力器”，申请号：201020500079.1，公告号：CN201778595，公开了另一种车门助力装置，该助力器包括套筒、推杆、弹簧和卡扣四部分，其特征是：在套筒内安装有弹簧，所述弹簧的一端固定与套筒底部，所述弹簧的另一端抵压推杆，所述推杆活动地插放在套筒内，所述推杆通过卡扣锁紧在套筒上。该技术方案通过开启车门时，拉动卡扣解锁推杆，再扳动车门闩扣，此时车门在弹簧力作用下，通过推杆抵压门柱便可以克服车门在铰链上产生的摩擦力和车门重量在倾斜角度上产生的分力，自动打开。该技术方案虽然解决了轿车车门开启式缺少助力的问题，但是其又产生了一个问题，即在车门关闭时需要额外克服弹簧的弹力才可以关闭，增加了车门关闭的难度，尤其在下坡路况下，使得车门的关闭变得更加困难。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种车门电动助力装置，该车门电动助力装置能够实现对车门开启或关闭的智能化助力，改善汽车使用者的操作体验，提升汽车的品质。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种车门电动助力装置，车辆包括车门和车门外围的门框，其特征在于，本车门电动助力装置包括用于检测电机相位的检测元件、用于根据检测元件的检测结果来判断车门的开启/关闭状态并输出相应控制指令的电机控制器、用于根据电机控制器输出的控制指令执行正转或者反转的伺服电机和用于将伺服电机正转或者反转的动力转化为车门开启或关闭的助力的执行机构，所述检测元件设置在伺服电机内且通过导线连接到电机控制器的信号输入端，所述电机控制器的信号输出端通过导线与伺服电机连接，所述伺服电机通过支架固定在车门框上，所述伺服电机的动力输出轴与所述执行机构连接，所述执行机构与所述车门连接。

本车门电动助力装置原理如下：检测元件检测与车门之间通过齿轮啮合连接的伺服电机的相位的变化并发送给电机控制器，电机控制器根据伺服电机的相位变化分析判断车门当前所处的状态，然后输出控制指令驱动电机转动，对车门的开启/关闭进行助力。

在上述的车门电动助力装置中，所述电机控制器包括用于接收所述检测元件发送的信号并输出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驱动伺服电机正转或者反转的驱动器、用于安装控制芯片和驱动器的控制盒。将控制芯片和驱动器集成在控制盒内，使得电机控制器的结构更加紧凑。

在上述的车门电动助力装置中，所述检测元件为设置在所述伺服电机内的增量式编码器。增量式编码器需要在设置时与伺服电机的相对位置进行对齐，实现相位对齐。

在上述的车门电动助力装置中，所述检测元件为设置在所述伺服电机内的绝对式编码器。绝对式编码器能够以任意初始角度直接安装在伺服电机上，且无需精细，甚至简单的调整过程，操作简单，工艺性好。

在上述的车门电动助力装置中，所述执行机构包括固连在所述伺服电机的动力输出轴的前端部且随动力输出轴转动而转动的齿轮，以及固定设置在车门内侧并与所述齿轮相啮合的内齿圈。通过伺服电机的正转或反转带动齿轮正转或反转，继而通过齿圈与齿轮的啮合将车门向内拉或向外推，从而对车门的开启或关闭进行电动助力。

在上述的车门电动助力装置中，所述内齿圈呈半圆环状，一端为固定端固定在所述车门内侧，另一端为与齿轮啮合的自由端。由于内齿圈呈半圆环状，当齿轮转动时，齿圈的运动轨迹为圆形，这样就可以拉动车门绕车门轴转动。

在上述的车门电动助力装置中，所述控制芯片的信号输入端还连接有用于采集车辆姿态信息并将采集结果发送给控制芯片的重力传感器，所述的重力传感器集成在电机控制器中。通过重力传感器采集车辆当前的倾斜角度，使控制芯片能够计算出的所需助力更加精确。

现有技术相比，本车门电动助力装置具有以下优点：通过检测元件采集伺服电机的相位变化再发送给电机控制器，电机控制器通过分析伺服电机的相位变化获得车门的开启/关闭状态，然后电机控制器输出控制指令驱动伺服电机正转或反转，伺服电机动力输出轴通过齿轮带动固定在车门上的齿圈将车门往外退或者往内拉，实现车门开启或关闭的电动助力。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图。

图2是本实用新型实施例中车门开启状态示意图。

图3是本实用新型实施例的电路原理示意图。

图中，1、车门；2、门框；3、伺服电机；4、支架；5、电机控制器；6、齿轮；7、内齿圈。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本车门电动助力装置设置在车辆车门1及门框2上，包括伺服电机3、支架4、电机控制器5、齿轮6、内齿圈7，支架4的一端通过螺钉固定在车辆的门框2位于车内一侧上，另一端与电机固定连接，在实际操作中，也可以将伺服电机3焊接在支架4上，同时将支架4焊接在门框2上；伺服电机3通过导线与电机控制器5连接；电机控制器5通过螺钉固定在门框2上，实际上电机控制器5也可以通过焊接固定在门框2上；齿轮6固连在伺服电机3的动力输出轴的前端部，内齿圈7通过焊接固定在车门1位于车内一侧，且齿轮6与内齿圈7相啮合，需要说明的是内齿圈7呈半圆环状，一端为固定端，该固定端通过焊接固定在所述车门1位于车内一侧，另一端为自由端，与齿轮6啮合。

更具体的说，电机控制器5包括控制芯片、驱动器和用于容纳控制芯片和驱动器的控制盒，控制芯片的信号输入端通过导线连接有检测元件，该检测元件一般采用设置在伺服电机内部的旋转编码器或者采用绝对式编码器；控制芯片的信号输出端与驱动器的信号输入端连接，驱动器的信号输出端通过导线与伺服电机3连接；控制盒通过焊接或者螺钉固定在门框2位于车内一侧。此外，作为优选方案，控制芯片的信号输入端还连接有用于采集车辆姿态信息并发送给控制芯片的重力传感器，该重力传感器可以集成在电机控制器内，通过采集车辆的当前姿态信息并反馈给控制控制芯片，控制芯片可以通过当前车辆姿态信息计算出开启或关闭车门1的最佳助力大小，使车辆的使用者不管在什么坡度的路面上开启或关闭车门1时都能够使用合适的操作力完成车门1的开启或关闭，获得良好的操作体验。

如图3所示，本车门电动助力装置的电路结构包括重力传感器、控制器、驱动器、反馈元件和伺服电机，由车载电池供电，重力传感器与检测元件均分别与控制芯片的信号输入端连接，控制芯片的信号输出端与驱动器的信号输入端连接，驱动器的信号输出端与伺服电机连接，车载电池分别与控制芯片和驱动器连接并为控制器和驱动器供电。

本车门电动助力装置的具体工作过程为：

电源接通后，检测元件检测电机的相位信息，并将该相位信息输送给控制器；同时重力传感器检测由于重力引起的加速度进而计算出此时车辆相对于水平面的倾斜角度并将该倾斜角度值输送给控制芯片；控制芯片根据接收的相位信息判断车门的位置，同时接收重力传感器发送的车辆的倾斜角度值判断车辆是处于上坡或者下坡状态，计算出车辆在此刻状态下开启或关闭车门所需要的助力大小并输出控制信号给驱动器；驱动器根据接收的控制信号调节输出给伺服电机电流的方向和大小，从而驱动伺服电机正转或者反转以及转动的角度大小；伺服电机通过位于动力输出轴前端部的齿轮带动内齿圈运动，从而将车门往内拉或者向外推，实现车门的电动助力。其中需要说明的是，无论在伺服电机正转或者反转过程中，当其转动到一定角度后（例如当车门打开至最大角度和车门刚好关闭时），控制芯片将控制驱动器停止对伺服电机的驱动，实现车门的定位。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种车门电动助力装置，车辆包括车门（1）和车门（1）外围的门框（2），其特征在于，本车门电动助力装置包括用于检测伺服电机（3）相位的检测元件、用于根据检测元件的检测结果来判断车门（1）的开启/关闭状态并输出相应控制指令的电机控制器（5）、用于根据电机控制器（5）输出的控制指令执行正转或者反转的伺服电机（3）和用于将伺服电机（3）正转或者反转的动力转化为车门（1）开启/关闭的助力的执行机构，所述检测元件设置在伺服电机（3）内且通过导线连接到电机控制器（5）的信号输入端，所述电机控制器（5）的信号输出端通过导线与伺服电机（3）连接，所述伺服电机（3）通过支架（4）固定在门框（2）上，所述伺服电机（3）的动力输出轴与所述执行机构连接，所述执行机构与所述车门（1）连接。

2.根据权利要求1所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述电机控制器（5）包括用于接收所述检测元件发送的信号并输出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驱动伺服电机正转或者反转的驱动器、用于安装控制芯片和驱动器的控制盒。

3.根据权利要求1或2所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述检测元件为设置在所述伺服电机（3）内的增量式编码器。

4.根据权利要求1或2所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述检测元件为设置在所述伺服电机（3）内的绝对式编码器。

5.根据权利要求1或2所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述执行机构包括固连在所述伺服电机（3）的动力输出轴的前端部且随动力输出轴转动而转动的齿轮（6），以及固定设置在车门（1）内侧并与所述齿轮（6）相啮合的内齿圈（7）。

6.根据权利要求5所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述内齿圈（7）呈半圆环状，一端为固定端固定在所述车门（1）内侧，另一端为与齿轮（6）啮合的自由端。

7.根据权利要求2所述的车门电动助力装置，其特征在于，所述控制芯片的信号输入端还连接有用于采集车辆姿态信息并将采集结果发送给控制芯片的重力传感器，所述的重力传感器集成在电机控制器（5）中。

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