一种汽车车门缓关装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种汽车车门缓关装置及其控制方法，当车门关闭速度过快时，在保证车门仍然可以正常关闭的前提下，利用车门过剩的动能驱动缓关装置发电机发电，再通过此电能驱动电磁铁工作，在车门关闭瞬时对车门施加阻碍关闭的力，减缓车门的关闭速度，从而减小车门关闭瞬时的振动和噪声。本发明专利技术主要包括：执行机构、能量转换机构、传动机构、检测机构及电子控制单元，电子控制单元根据车门开启角度和车门角速度控制发电机工作，并使汽车车门缓关装置根据车门角速度的不同而产生相应的阻碍车门关闭的力，最终实现，减小车门关闭瞬时的振动和噪声、提高车内乘客舒适性的目的。

Automobile door closing device and control method thereof

The invention discloses an automobile door slow closing device and its control method, when the closing speed of the door too quickly, under the premise of ensuring the door can still be closed under normal driving, slow closing device using the kinetic energy generator door surplus, then drive the electromagnet work through this power, close the instantaneous closing force to hinder the door in the door, the door closed slowly, thereby reducing the vibration and noise of the instantaneous door closed. The invention mainly includes: actuator, energy conversion mechanism, transmission mechanism, detection mechanism and electronic control unit, electronic control unit according to the generator control door opening angle and angular velocity of the door, and make the car door closing device and door corrosion hinder the corresponding closing force, according to the different angular velocity of the door and ultimately, reduce the door is closed, the instantaneous vibration and noise improve comfort to passengers in the car.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车车门缓关装置及其控制方法
本专利技术属于汽车
，具体讲是一种汽车车门缓关装置及其控制方法。
技术介绍
汽车车门是汽车上重要开闭件，车门作为驾驶员和乘客出入车辆的通道，其性能和功能直接影响到汽车的人机工程、舒适性、密封性、安全性等方面。日常生活中，一方面由于车型、汽车使用时间和车门变形等因素的影响，使车门在关闭过程中所需要克服阻力做的功不尽相同，另一方面由于一些驾驶员和乘客的习惯，经常出现人们为了确保车门可以完全关闭，在关闭车门时用力过猛的情况，这不仅使车门在关闭瞬时产生较大的振动和噪声，影响车内乘员的舒适性，而且会给车门乃至汽车造成损伤。申请号为201310019965.0的一种防止车门关闭过重的智能调节系统及方法，该专利技术首先检测关闭车门力矩值，再与预设车门关闭力矩阈值进行比较，判断是否要对车门施加阻力，其车门关闭阻碍装置利用阻尼电机，通过止动部件对止动面施加压力以起到阻碍车门关闭的作用，该专利技术需要汽车电气系统为阻尼电机供电，而且通过增加正压力产生的摩擦力的大小可能受到装置的磨损或老化等因素的影响，而使车门关闭阻力不可控；申请号为201610580141.4的一种汽车车门缓关装置及汽车，该专利技术利用气缸组件，当车门关闭时，空气不能通过单向阀，当车门开启时，空气能够通过单向阀，保证车门关闭到一定角度后就不能快速关闭，同时保证车门可以顺利开启，该专利技术中，气缸组件不能根据车门的关闭速度直接对阻力进行准确地调节，因此需要弹簧组件，保证车门在关闭到一定角度后，自动锁紧车门。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了实现车门关闭过程中，在车门角速度过快时，车门关闭速度减缓，而提供的一种汽车车门缓关装置及其控制方法，车门关闭过程中，当人们作用于车门的能量大于车门在关闭过程中所需要克服阻力做的功时，即人们用力过猛时，在保证车门仍然可以正常关闭的前提下，利用车门过剩的动能驱动缓关装置发电机发电，再通过此电能驱动电磁铁工作，在车门关闭瞬时对车门施加阻碍关闭的力，减缓车门关闭速度，从而减小车门关闭瞬时的振动和噪声。本专利技术的技术方案是采用一种汽车车门缓关装置，主要包括：执行机构、能量转换机构、传动机构、检测机构及电子控制单元。所述执行机构包括分别安装在车门和车身上的一对电磁铁；所述电磁铁在通电时，两电磁铁之间的力为斥力，用于在车门关闭瞬时对车门施加阻碍关闭的力；所述电磁铁的安装位置应保证，在车门完全关闭时，两电磁铁的中心轴线在同一位置，以提高电磁铁的工作效率。所述能量转换机构包括发电机、电容和旋转开关；所述发电机用于，在车门关闭过程中车门角速度过快时，将车门的部分动能转化为电能，再将电能输送给电容；所述电容用于存储发电机发出的电能，并以此电能驱动所述电磁铁工作；所述旋转开关包括固定部和旋转部；所述固定部安装在车身立柱上；所述旋转部安转在车门转轴上；所述旋转开关包括开关一和开关二；所述开关一控制所述电容与所述发电机的通断；所述开关二控制所述电容与所述电磁铁的通断；所述旋转开关根据所述固定部和所述旋转部之间的夹角所处的范围控制所述开关一和所述开关二的通断；所述范围包括范围一、范围二和范围三；所述夹角在所述范围一时，所述开关一和所述开关二均处于断开状态，此时所述电容与所述发电机、所述电容与所述电磁铁均处于断开状态；所述夹角在所述范围二时，所述开关一闭合、所述开关二断开，所述电容与所述发电机接通，所述电容与所述电磁铁处于断开状态，此时所述发电机可以为所述电容充电；所述夹角在所述范围三时，所述开关一断开、所述开关二闭合，所述电容与所述发电机处于断开状态，所述电容与所述电磁铁接通，此时所述电容放电驱动所述电磁铁工作；所述范围一为所述夹角小于等于第一角度、大于等于第二角度；所述范围二为所述夹角小于第二角度、大于等于第三角度；所述范围三为所述夹角小于第三角度、大于等于第四角度；所述第一角度取为，车门的开启角度为最大开启角度时，所述夹角的角度；所述第二角度小于所述第一角度；所述第二角度应小于正常情况下乘客利用车门的惯性关闭车门时，乘客停止对车门施加作用力处所述夹角的角度，以保证正常情况下车门关闭时，所述汽车车门缓关装置能够正常发挥作用；所述第二角度将直接影响所述能量转换机构中发电机的最大发电量以及车门转动驱动发电机时所消耗的动能的最大值，还将影响所述执行机构中电磁铁的斥力所做的功的最大值，因此所述第二角度应满足，当车门关闭速度过快时，在车门从所述夹角为第二角度处到车门完全关闭的过程中，所述汽车车门缓关装置能够充分发挥作用，以使车门的角速度减小，并使车门在关闭瞬时产生较小的振动和噪声；所述第二角度取为满足上述条件的所述夹角的最小角度；所述第三角度小于所述第二角度；所述第三角度应满足，当车门关闭速度过快时，在车门从所述夹角为第三角度处到车门完全关闭的过程中，在保证车门仍然可以正常关闭的前提下，所述电磁铁利用所述发电机发出的电能所做的功，可以使车门的角速度减小，并使车门在关闭瞬时产生较小的振动和噪声；所述第四角度取为，车门完全关闭时，所述夹角的角度；所述旋转开关将所述开关一和所述开关二的通断信号传送给所述电子控制单元。所述传动机构包括弧形齿条、传动齿圈、行星齿轮和单向离合器；所述弧形齿条固定安转在车门上，且所述弧形齿条的弧心在车门转轴上；所述弧形齿条穿过车身立柱，并与车身立柱内的所述传动齿圈啮合；所述弧形齿条的长度满足车门从最大开度到完全关闭的过程中所述弧形齿条与所述传动齿圈始终保持啮合；所述弧形齿条用于将车门的运动传递给所述传动齿圈；所述行星齿轮包括太阳轮、行星架和外齿圈，用于将所述传动齿圈的运动传递给所述发电机，并实现增速；所述行星齿轮的太阳轮与所述发电机的转轴连接；所述行星齿轮的行星架与装置壳体连接；所述行星齿轮的外齿圈通过单向离合器与所述传动齿圈连接；所述传动齿圈和所述单向离合器用于将所述弧形齿条的运动转化为单向转动，并将运动传递给所述行星齿轮的外齿圈；所述单向离合器在车门开启过程中处于空转状态，在车门关闭过程中处于接合状态。所述检测机构主要包括转速传感器；所述转速传感器检测所述行星齿轮外齿圈的转速，即车门关闭过程中，行星齿轮外齿圈的转速，并将所述行星齿轮外齿圈的转速换算为车门的角速度；所述转速传感器将车门角速度信号传送给所述电子控制单元。所述电子控制单元分为输入模块、运算模块、发电机控制模块以及输出模块；所述输入模块接收所述旋转开关的开关一和开关二的通断信号和所述转速传感器检测的车门角速度信号，并将信号传送给所述运算模块；所述运算模块根据旋转开关的开关一和开关二的通断信号和车门角速度信号，判断所述夹角是否从范围一变为范围二，若所述夹角从范围一变为范围二，判断当前车门的角速度是否超出设定值，若当前车门的角速度超出设定值，再根据当前车门的角速度与设定值的差值计算出发电机的开始工作时间，若没有超出设定值，则在此次车门关闭过程中，所述发电机不发电；发电机开始工作后，所述运算模块根据旋转开关的开关一和开关二的通断信号，判断所述夹角是否从范围二变为范围三，并在所述夹角从范围二变为范围三时，使发电机停止工作；所述设定值应保证，正常情况下乘客利用车门的惯性关闭车门，在所述夹角等于所述第二角度处且车门在此处的角速度为设定值，而在车门关闭过程中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车车门缓关装置，其特征在于，包括执行机构、能量转换机构、传动机构、检测机构及电子控制单元(11)；所述执行机构包括分别安装在车门(3)和车身(4)上的一对电磁铁(1)；所述电磁铁(1)的安装位置应保证，在车门(3)完全关闭时，两电磁铁(1)的中心轴线在同一位置；所述能量转换机构包括发电机(10)、电容(12)和旋转开关(13)；所述发电机(10)用于在车门(3)关闭过程中车门(3)角速度过快时，将车门(3)的部分动能转化为电能，再将电能输送给电容(12)；所述电容(12)用于存储发电机(10)发出的电能，并以此电能驱动所述电磁铁(1)工作；所述旋转开关(13)包括固定部和旋转部；所述固定部安装在车身(4)立柱上；所述旋转部安转在车门(3)转轴上；所述旋转开关(13)包括开关一和开关二；所述旋转开关(13)将所述开关一和所述开关二的通断信号传送给所述电子控制单元(11)；所述传动机构包括弧形齿条(5)、传动齿圈(6)、行星齿轮(7)和单向离合器(8)；所述弧形齿条(5)固定安转在车门(3)上，且所述弧形齿条(5)的弧心在车门(3)转轴上；所述弧形齿条(5)穿过车身(4)立柱，并与车身(4)立柱内的所述传动齿圈(6)啮合；所述弧形齿条(5)的长度满足车门(3)从最大开度到完全关闭的过程中所述弧形齿条(5)与所述传动齿圈(6)始终保持啮合；所述行星齿轮(7)包括太阳轮(701)、行星架(702)和外齿圈(703)；所述行星齿轮(7)的太阳轮(701)与所述发电机(10)的转轴连接；所述行星齿轮(7)的行星架(702)与装置壳体连接；所述行星齿轮(7)的外齿圈(703)通过单向离合器(8)与所述传动齿圈(6)连接；所述单向离合器(8)在车门(3)开启过程中处于空转状态，在车门(3)关闭过程中处于接合状态；所述检测机构主要包括转速传感器(9)；所述转速传感器(9)检测所述行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速，即车门(3)关闭过程中，行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速，并将所述行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速换算为车门(3)的角速度；所述转速传感器(9)将车门(3)角速度信号传送给所述电子控制单元(11)。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车车门缓关装置，其特征在于，包括执行机构、能量转换机构、传动机构、检测机构及电子控制单元(11)；所述执行机构包括分别安装在车门(3)和车身(4)上的一对电磁铁(1)；所述电磁铁(1)的安装位置应保证，在车门(3)完全关闭时，两电磁铁(1)的中心轴线在同一位置；所述能量转换机构包括发电机(10)、电容(12)和旋转开关(13)；所述发电机(10)用于在车门(3)关闭过程中车门(3)角速度过快时，将车门(3)的部分动能转化为电能，再将电能输送给电容(12)；所述电容(12)用于存储发电机(10)发出的电能，并以此电能驱动所述电磁铁(1)工作；所述旋转开关(13)包括固定部和旋转部；所述固定部安装在车身(4)立柱上；所述旋转部安转在车门(3)转轴上；所述旋转开关(13)包括开关一和开关二；所述旋转开关(13)将所述开关一和所述开关二的通断信号传送给所述电子控制单元(11)；所述传动机构包括弧形齿条(5)、传动齿圈(6)、行星齿轮(7)和单向离合器(8)；所述弧形齿条(5)固定安转在车门(3)上，且所述弧形齿条(5)的弧心在车门(3)转轴上；所述弧形齿条(5)穿过车身(4)立柱，并与车身(4)立柱内的所述传动齿圈(6)啮合；所述弧形齿条(5)的长度满足车门(3)从最大开度到完全关闭的过程中所述弧形齿条(5)与所述传动齿圈(6)始终保持啮合；所述行星齿轮(7)包括太阳轮(701)、行星架(702)和外齿圈(703)；所述行星齿轮(7)的太阳轮(701)与所述发电机(10)的转轴连接；所述行星齿轮(7)的行星架(702)与装置壳体连接；所述行星齿轮(7)的外齿圈(703)通过单向离合器(8)与所述传动齿圈(6)连接；所述单向离合器(8)在车门(3)开启过程中处于空转状态，在车门(3)关闭过程中处于接合状态；所述检测机构主要包括转速传感器(9)；所述转速传感器(9)检测所述行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速，即车门(3)关闭过程中，行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速，并将所述行星齿轮(7)外齿圈(703)的转速换算为车门(3)的角速度；所述转速传感器(9)将车门(3)角速度信号传送给所述电子控制单元(11)。2.根据权利要求1所述的一种汽车车门缓关装置，其特征在于，所述电磁铁(1)在通电时，两电磁铁(1)之间的力为斥力，用于在车门(3)关闭瞬时对车门(3)施加阻碍关闭的力。3.根据权利要求1所述的一种汽车车门缓关装置，其特征在于，所述开关一控制所述电容(12)与所述发电机(10)的通断；所述开关二控制所述电容(12)与所述电磁铁(1)的通断；所述旋转开关(13)根据所述固定部和所述旋转部之间的夹角所处的范围控制所述开关一和所述开关二的通断；所述范围包括范围一、范围二和范围三；所述夹角在所述范围一时，所述开关一和所述开关二均处于断开状态，此时所述电容(12)与所述发电机(10)、所述电容(12)与所述电磁铁(1)均处于断开状态；所述夹角在所述范围二时，所述开关一闭合、所述开关二断开，所述电容(12)与所述发电机(10)接通，所述电容(12)与所述电磁铁(1)处于断开状态，此时所述发电机(10)可以为所述电容(12)充电；所述夹角在所述范围三时，所述开关一断开、所述开关二闭合，所述电容(12)与所述发电机(10)处于断开状态，所述电容(12)与所述电磁铁(1)接通，此时所述电容(12)放电驱动所述电磁铁(1)工作。4.根据权利要求3所述的一种汽车车门缓关装置，其特征在于，所述范围一为所述夹角小于等于第一角度、大于等于第二角度；所述范围二为所述夹角小于第二角度、大于等于第三角度；所述范围三为所述夹角小于第三角度、大于等于第四角度；所述第一角度取为，车门(3)的开启角度为最大开启角度时，所述夹角的角度；所述第二角度小于所述第一角度；所述第二角度应小于正常情况下乘客利用车门(3)的惯性关闭车门(3)时，乘客停止对车门(3)施加作用力处所述夹角的角度，以保证正常情况下车门(3)关闭时，所述汽车车门(3)缓关装置能够正常发挥作用；所述第二角度将直接影响所述能量转换机构中发电机(10)的最大发电量以及车门(3)转动驱动发电机(10)时所消耗的动能的最大值，还将影响所述执行机构中电磁铁(1)的斥力所做的功的最大值，因此所述第二角度应满足，当车门(3)关闭速度过快时，在车门(3)从所述夹角为第二角度处到车门(3)完全关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，仵晓涵，徐兴，江昕炜，刘雁玲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32