專利名稱：一種車門電動助力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽車電子技術領域，涉及一種車門電動助力裝置。
背景技術：
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和人們的消費水平的不斷提高，在我國的汽車保有量急劇增長，使得我國成為一個汽車消費大國。汽車作為一種便捷的交通工具，給人們的生活帶來了極大的便利。車門是與汽車使用者關系最為密切的汽車部件之一，其開啟和關閉的操作力和操作感覺直接影響汽車使用者對該汽車的品質(zhì)的印象。普通車門與車身通過鉸鏈和限位器連接，沒有助力裝置，其開啟和關閉的操作力和操作感覺直接取決于鉸鏈和限位器的參數(shù)設定，且無法變化。為此有人設計了車門開啟或關閉的助力裝置。中國專利文獻“車門關閉助力裝置”，申請?zhí)?01020691756. 2，公告號CN201943497，公開了一種車門助力裝置，該裝置包括用于吸引車門的至少一個電磁鐵，其設置在車體門框內(nèi)；用于給所述至少一個電磁鐵供電的電源；以及用于根據(jù)車門的位置接通或斷開所述電源給所述至少一個電磁鐵的供電的控制裝置。該技術方案通過給電磁鐵供電產(chǎn)生磁吸力吸引車門從而解決了關閉車門時缺少助力的問題，但是并沒有解決在車門開啟時缺少助力的問題。中國專利文獻“一種轎車開門助力器”，申請?zhí)?01020500079. 1，公告號CN201778595，公開了另一種車門助力裝置，該助力器包括套筒、推桿、彈簧和卡扣四部分，其特征是在套筒內(nèi)安裝有彈簧，所述彈簧的一端固定與套筒底部，所述彈簧的另一端抵壓推桿，所述推桿活動地插放在套筒內(nèi)，所述推桿通過卡扣鎖緊在套筒上。該技術方案通過開啟車門時，拉動卡扣解鎖推桿，再扳動車門閂扣，此時車門在彈簧力作用下，通過推桿抵壓門柱便可以克服車門在鉸鏈上產(chǎn)生的摩擦力和車門重量在傾斜角度上產(chǎn)生的分力，自動打開。該技術方案雖然解決了轎車車門開啟式缺少助力的問題，但是其又產(chǎn)生了一個問題，即在車門關閉時需要額外克服彈簧的彈力才可以關閉，增加了車門關閉的難度，尤其在下坡路況下，使得車門的關閉變得更加困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種車門電動助力裝置，該車門電動助力裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對車門開啟或關閉的智能化助力，改善汽車使用者的操作體驗，提升汽車的品質(zhì)。本實用新型通過下列技術方案來實現(xiàn)一種車門電動助力裝置，車輛包括車門和車門外圍的門框，其特征在于，本車門電動助力裝置包括用于檢測電機相位的檢測元件、用于根據(jù)檢測元件的檢測結(jié)果來判斷車門的開啟/關閉狀態(tài)并輸出相應控制指令的電機控制器、用于根據(jù)電機控制器輸出的控制指令執(zhí)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的伺服電機和用于將伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的動力轉(zhuǎn)化為車門開啟或關閉的助力的執(zhí)行機構，所述檢測元件設置在伺服電機內(nèi)且通過導線連接到電機控制器的信號輸入端，所述電機控制器的信號輸出端通過導線與伺服電機連接，所述伺服電機通過支架固定在車門框上，所述伺服電機的動力輸出軸與所述執(zhí)行機構連接，所述執(zhí)行機構與所述車門連接。本車門電動助力裝置原理如下檢測元件檢測與車門之間通過齒輪嚙合連接的伺服電機的相位的變化并發(fā)送給電機控制器，電機控制器根據(jù)伺服電機的相位變化分析判斷車門當前所處的狀態(tài)，然后輸出控制指令驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，對車門的開啟/關閉進行助力。在上述的車門電動助力裝置中，所述電機控制器包括用于接收所述檢測元件發(fā)送的信號并輸出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驅(qū)動伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的驅(qū)動器、用于安裝控制芯片和驅(qū)動器的控制盒。將控制芯片和驅(qū)動器集成在控制盒內(nèi)，使得電機控制器的結(jié)構更加緊湊。在上述的車門電動助力裝置中，所述檢測元件為設置在所述伺服電機內(nèi)的增量式編碼器。增量式編碼器需要在設置時與伺服電機的相對位置進行對齊，實現(xiàn)相位對齊。在上述的車門電動助力裝置中，所述檢測元件為設置在所述伺服電機內(nèi)的絕對式編碼器。絕對式編碼器能夠以任意初始角度直接安裝在伺服電機上，且無需精細，甚至簡單的調(diào)整過程，操作簡單，工藝性好。在上述的車門電動助力裝置中，所述執(zhí)行機構包括固連在所述伺服電機的動力輸出軸的前端部且隨動力輸出軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的齒輪，以及固定設置在車門內(nèi)側(cè)并與所述齒輪相嚙合的內(nèi)齒圈。通過伺服電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)帶動齒輪正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，繼而通過齒圈與齒輪的嚙合將車門向內(nèi)拉或向外推，從而對車門的開啟或關閉進行電動助力。在上述的車門電動助力裝置中，所述內(nèi)齒圈呈半圓環(huán)狀，一端為固定端固定在所述車門內(nèi)側(cè)，另一端為與齒輪嚙合的自由端。由于內(nèi)齒圈呈半圓環(huán)狀，當齒輪轉(zhuǎn)動時，齒圈的運動軌跡為圓形，這樣就可以拉動車門繞車門軸轉(zhuǎn)動。在上述的車門電動助力裝置中，所述控制芯片的信號輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并將采集結(jié)果發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，所述的重力傳感器集成在電機控制器中。通過重力傳感器采集車輛當前的傾斜角度，使控制芯片能夠計算出的所需助力更加精確。現(xiàn)有技術相比，本車門電動助力裝置具有以下優(yōu)點通過檢測元件采集伺服電機的相位變化再發(fā)送給電機控制器，電機控制器通過分析伺服電機的相位變化獲得車門的開啟/關閉狀態(tài)，然后電機控制器輸出控制指令驅(qū)動伺服電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，伺服電機動力輸出軸通過齒輪帶動固定在車門上的齒圈將車門往外退或者往內(nèi)拉，實現(xiàn)車門開啟或關閉的電動助力。

圖1是本實用新型實施例結(jié)構示意圖。圖2是本實用新型實施例中車門開啟狀態(tài)示意圖。圖3是本實用新型實施例的電路原理示意圖。圖中，1、車門；2、門框；3、伺服電機；4、支架；5、電機控制器；6、齒輪；7、內(nèi)齒圈。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1、圖2所示，本車門電動助力裝置設置在車輛車門I及門框2上，包括伺服電機3、支架4、電機控制器5、齒輪6、內(nèi)齒圈7,支架4的一端通過螺釘固定在車輛的門框2位于車內(nèi)一側(cè)上，另一端與電機固定連接，在實際操作中，也可以將伺服電機3焊接在支架4上，同時將支架4焊接在門框2上；伺服電機3通過導線與電機控制器5連接；電機控制器5通過螺釘固定在門框2上，實際上電機控制器5也可以通過焊接固定在門框2上；齒輪6固連在伺服電機3的動力輸出軸的前端部，內(nèi)齒圈7通過焊接固定在車門I位于車內(nèi)一側(cè)，且齒輪6與內(nèi)齒圈7相嚙合，需要說明的是內(nèi)齒圈7呈半圓環(huán)狀，一端為固定端，該固定端通過焊接固定在所述車門I位于車內(nèi)一側(cè)，另一端為自由端，與齒輪6嚙合。更具體的說，電機控制器5包括控制芯片、驅(qū)動器和用于容納控制芯片和驅(qū)動器的控制盒，控制芯片的信號輸入端通過導線連接有檢測元件，該檢測元件一般采用設置在伺服電機內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)編碼器或者采用絕對式編碼器；控制芯片的信號輸出端與驅(qū)動器的信號輸入端連接，驅(qū)動器的信號輸出端通過導線與伺服電機3連接；控制盒通過焊接或者螺釘固定在門框2位于車內(nèi)一側(cè)。此外，作為優(yōu)選方案，控制芯片的信號輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，該重力傳感器可以集成在電機控制器內(nèi)，通過采集車輛的當前姿態(tài)信息并反饋給控制控制芯片，控制芯片可以通過當前車輛姿態(tài)信息計算出開啟或關閉車門I的最佳助力大小，使車輛的使用者不管在什么坡度的路面上開啟或關閉車門I時都能夠使用合適的操作力完成車門I的開啟或關閉，獲得良好的操作體驗。如圖3所示，本車門電動助力裝置的電路結(jié)構包括重力傳感器、控制器、驅(qū)動器、反饋元件和伺服電機，由車載電池供電，重力傳感器與檢測元件均分別與控制芯片的信號輸入端連接，控制芯片的信號輸出端與驅(qū)動器的信號輸入端連接，驅(qū)動器的信號輸出端與伺服電機連接，車載電池分別與控制芯片和驅(qū)動器連接并為控制器和驅(qū)動器供電。本車門電動助力裝置的具體工作過程為電源接通后，檢測元件檢測電機的相位信息，并將該相位信息輸送給控制器；同時重力傳感器檢測由于重力引起的加速度進而計算出此時車輛相對于水平面的傾斜角度并將該傾斜角度值輸送給控制芯片；控制芯片根據(jù)接收的相位信息判斷車門的位置，同時接收重力傳感器發(fā)送的車輛的傾斜角度值判斷車輛是處于上坡或者下坡狀態(tài)，計算出車輛在此刻狀態(tài)下開啟或關閉車門所需要的助力大小并輸出控制信號給驅(qū)動器；驅(qū)動器根據(jù)接收的控制信號調(diào)節(jié)輸出給伺服電機電流的方向和大小，從而驅(qū)動伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)動的角度大?。凰欧姍C通過位于動力輸出軸前端部的齒輪帶動內(nèi)齒圈運動，從而將車門往內(nèi)拉或者向外推，實現(xiàn)車門的電動助力。其中需要說明的是，無論在伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)過程中，當其轉(zhuǎn)動到一定角度后(例如當車門打開至最大角度和車門剛好關閉時)，控制芯片將控制驅(qū)動器停止對伺服電機的驅(qū)動，實現(xiàn)車門的定位。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
權利要求1.一種車門電動助力裝置，車輛包括車門(I)和車門(I)外圍的門框(2)，其特征在于，本車門電動助力裝置包括用于檢測伺服電機(3)相位的檢測元件、用于根據(jù)檢測元件的檢測結(jié)果來判斷車門(I)的開啟/關閉狀態(tài)并輸出相應控制指令的電機控制器(5)、用于根據(jù)電機控制器(5)輸出的控制指令執(zhí)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的伺服電機(3)和用于將伺服電機(3)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的動力轉(zhuǎn)化為車門(I)開啟/關閉的助力的執(zhí)行機構，所述檢測元件設置在伺服電機(3)內(nèi)且通過導線連接到電機控制器(5)的信號輸入端，所述電機控制器(5)的信號輸出端通過導線與伺服電機(3)連接，所述伺服電機(3)通過支架(4)固定在門框(2)上，所述伺服電機(3)的動力輸出軸與所述執(zhí)行機構連接，所述執(zhí)行機構與所述車門(I)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述電機控制器(5)包括用于接收所述檢測元件發(fā)送的信號并輸出控制指令的控制芯片、用于接收控制指令并驅(qū)動伺服電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的驅(qū)動器、用于安裝控制芯片和驅(qū)動器的控制盒。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述檢測元件為設置在所述伺服電機(3)內(nèi)的增量式編碼器。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述檢測元件為設置在所述伺服電機(3)內(nèi)的絕對式編碼器。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機構包括固連在所述伺服電機(3)的動力輸出軸的前端部且隨動力輸出軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的齒輪(6)，以及固定設置在車門(I)內(nèi)側(cè)并與所述齒輪(6)相嚙合的內(nèi)齒圈(7)。
6.根據(jù)權利要求5所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述內(nèi)齒圈(7)呈半圓環(huán)狀，一端為固定端固定在所述車門(I)內(nèi)側(cè)，另一端為與齒輪(6)哨合的自由端。
7.根據(jù)權利要求2所述的車門電動助力裝置，其特征在于，所述控制芯片的信號輸入端還連接有用于采集車輛姿態(tài)信息并將采集結(jié)果發(fā)送給控制芯片的重力傳感器，所述的重力傳感器集成在電機控制器(5)中。
專利摘要本實用新型提供了一種車門電動助力裝置，屬于汽車電子技術領域。它解決了現(xiàn)有的技術中車門助力裝置功能單一且實際效果不夠好的問題。車輛包括車門以及在側(cè)門外圍的門框，本車門電動助力裝置包括用于對車門開啟或關閉進行助力的伺服電機、用于固定伺服電機的支架、用于通過檢測伺服電機相位變化判斷車門的開啟或關閉并控制所述伺服電機對車門的開啟或關閉進行轉(zhuǎn)動助力的控制裝置以及用于給整個助力裝置供電的電源；伺服電機通過支架固定在門框位于車內(nèi)一側(cè)，控制裝置固定在門框位于車內(nèi)一側(cè)，伺服電機通過導線與控制裝置連接。本車門電動助力裝置能夠?qū)崿F(xiàn)車門開啟或關閉均提供助力，為乘客進出車門提供了方便。
文檔編號E05F15/12GK202899881SQ20122056841
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權日2012年10月31日
發(fā)明者楊小輝, 張勇強, 戴禮強, 鄒凌華, 吳成明, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司