專利名稱：用于控制車輛的車體組件的關閉動作的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于控制車輛、特別是汽車的可手動關閉的車體組 件，例如鉸接門、滑動門、鉸接/滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、滑動車頂?shù)鹊?的關閉動作的方法和裝置。
背景技術：
現(xiàn)在，前述類型的車體組件大多通過手動關閉。猛關或猛地撞上通常 會給關閉過程引入太多的能量，因而當車體組件由于較高的加速度而關閉 時，車體組件和在其中支承的功能性組件或其懸掛布置受到較大的壓力。 一方面，這便需要成本高的措施防止閉合不嚴，從而使車體組件即使在持 續(xù)使用時也能閉合嚴密地移動。另一方面，功能性組件及其軸承布置必須 被設計為能夠為可靠的持續(xù)運行承受高壓。目前，汽車車門必須被設計為 在30g到50g的加速力下承受大約100000或更多的負載，使得用于上述 功能性組件的復雜的設計和軸承布置成為必須的，還不必要地增加了成 本。因而需要以可靠的方式防止操作者以過高的速度手動關閉或猛地關上 上述類型的車體組件。
現(xiàn)有技術中公知的措施中，車門及其類似物都通過電驅(qū)動裝置自動關 閉。正常的運行中，車門無法手動驅(qū)動或啟動從而以可靠的方式防止上述 的問題。這種自動車門驅(qū)動裝置當然相對昂貴，并且還需要復雜的安全措 施以備萬一發(fā)生系統(tǒng)故障。
第DE 41 40 197 C2號德國專利文件公開了一種調(diào)節(jié)動力操縱組件的 方法，其中，車門被制動到打開與關閉之間的范圍，僅在開啟電開關而觸 發(fā)的另一指令后才可能關閉。車門的鎖止或完全關閉只能手動實現(xiàn)。與可 手動關閉的車門相比，在這種情況下，操作者必須需要學會一種新系統(tǒng)， 而這通常是不希望的。
用于動力關閉汽車的動力關閉輔助裝置從公開的現(xiàn)有技術，例如第 DE 101 55 307 Al號和DE 103 27 448 Al號專利文件中也可得知。但是，
這種車門關閉系統(tǒng)需要車門被關閉到被稱為前鎖銷的位置。而手動將車門 關閉到前鎖銷時前述問題仍然會發(fā)生。
還應當提到以下現(xiàn)有技術:對應于4,945,677號美國專利的第DE38 16 175C2號德國專利，其公開了用于汽車的鉸接滑動門。
對應于US 2004/0020126 Al號美國專利申請的DE 103 23 001 Al號德
國專利公開了一種具有驅(qū)動和關閉機構的車門裝置，其中提供一種控制機 構以便根據(jù)車門關閉指令控制驅(qū)動和關閉機構的開啟，并且提供一種探測 裝置以便探測關閉部件是否位于關閉部件可以與門鎖嚙合的范圍內(nèi)。還在 控制機構中提供一種驅(qū)動力減小機構，用于在探測裝置探測到關閉部件位 于關閉部件可以與門鎖嚙合的范圍內(nèi)時，減小驅(qū)動機構的功率輸出。
對應于US 2006/0151231 Al號美國專利申請的DE 102 45 192 Al號德
國專利公開了一種用于關閉汽車車門的裝置。第一門鎖部分與開關元件連 接，將門鎖部分移動到鎖止位置的關閉輔助組件的啟動取決于其開關狀 態(tài)。
對應于3，398，484號美國專利的DE 1 580 047 A號德國專利公開了一 種用于驅(qū)動汽車車門的裝置。
6，359，762 Bl號美國專利公開了一種控制機動的滑動車門的方法。根 據(jù)該方法，啟動滑動門的驅(qū)動電機后， 一旦經(jīng)過預定的時間間隔，則由傳 感器測量滑動速度。依照車輛的電池電壓值比較測定的滑動速度與低限 速。如果滑動速度低于低限速，則滑動門停止或反向移動。這用于防止由
于對系統(tǒng)施加的動力不足而產(chǎn)生的故障。特別是以這種方式還可以實現(xiàn)可 靠的防夾保護。
5,076,016號美國專利公開了一種機動的汽車滑動車門，其具有電磁離 合器以便驅(qū)動纜繩打開或關閉滑動門。
關閉上述類型的車體組件時遇到的另一問題是，在關閉過程中卡住或 夾住目標或車體部件。因而還需要可靠的防夾保護。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是至少部分緩解前述問題。根據(jù)本發(fā)明的其他方 面，本文開頭所述類型的方法和裝置應當被設計為車體組件以可靠的方式 和相當少的、特定的剩余動能進入完全關閉狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的其他方面， 應當進一步地以簡單的方式提供前述類型的方法和裝置，從而可以減小車 體組件的功能性組件的設計和軸承布置的復雜度。根據(jù)本發(fā)明的其他方 面，應當進一步地確?？煽康姆缞A保護。
根據(jù)本發(fā)明，通過如權利要求1所述的方法和具有如權利要求18所 述的特征的裝置，達到上述和其他目的。其他有益實施例形成從屬權利要 求的特征。
因而本發(fā)明的出發(fā)點是提供一種控制車輛、具體說是汽車的可手動關 閉的車體組件、例如鉸接車門、滑動門、鉸接/滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、 滑動車頂?shù)鹊鹊年P閉動作的方法。在該方法中，關閉動作過程中，車體組 件離開打開位置，經(jīng)過第一移動范圍，其中車體組件在該第一移動范圍朝 關閉位置移動而控制部件沒有任何動作，在第一移動范圍之后，車體組件 經(jīng)過第二移動范圍，其中車體組件的關閉動作因控制部件的動作而以這樣 的方式變化，即經(jīng)過第二移動范圍后車體組件的剩余動能不超過預定的極 限值。
車體組件在第一移動范圍內(nèi)被不受約束地手動關閉時，特別是猛地關 上時，無論第一移動范圍內(nèi)預定的速度或動能如何，移動狀態(tài)的改變確保 車體組件以相當?shù)偷乃俣群拖喈斝〉膭恿M入關閉狀態(tài)。車體組件的功能
元件及其軸承布置可以因而根據(jù)本發(fā)明以更簡單、不穩(wěn)定的方式設計，帶 來更多的優(yōu)點。無論如何，根據(jù)本發(fā)明可以確保車體組件可靠、持續(xù)地工 作。
根據(jù)另一實施例，第二移動范圍結束時的剩余動能不足以使車體組件 自動關閉或?qū)⑵湟苿拥芥i的前鎖銷或主鎖銷。因而可以以更可靠的方式避 免關閉過程開始或關閉過程中，因過度加速而引起的對車體組件及其功能 性組件和軸承布置的損害。
根據(jù)另一實施例，在第二移動范圍之后，車體組件經(jīng)過第三移動范圍， 其中驅(qū)動裝置將其驅(qū)動到鎖的前鎖銷或主鎖銷。根據(jù)本發(fā)明在該第三移動 范圍，車體組件因而在受控制的預定條件下關閉，從而可以防止車體組件 及其功能元件和其軸承布置因進入關閉狀態(tài)時速度過高而損壞。
根據(jù)本發(fā)明的關閉過程的特征在于高度的用戶友好性。操作者只要在 關閉過程的開始簡單地手動猛推或猛關車體組件?？刂茊卧痛_保車體組 件被充分制動。而后動力關閉或自動關閉車體組件。操作時習慣效應迅速 出現(xiàn)，因此操作者迅速學會以足夠的速度猛推動或猛關關閉車體組件，并 依靠以安全可靠的方式自動執(zhí)行的閉合過程的剩余過程。
根據(jù)另一實施例，通過耗盡能量存儲裝置驅(qū)動驅(qū)動裝置，在手動開啟 和/或關閉車體組件時通過制動或阻尼開啟和/或關閉動作為上述能量存儲 裝置補充能量。通過轉(zhuǎn)換在手動開啟和/或關閉車體組件時引入的能量的一 部分，不僅節(jié)約了在第三移動范圍內(nèi)用于驅(qū)動動力關閉輔助裝置的能量， 還使車體組件具有更簡單的設計。具體說，還可以實質(zhì)上省去用于驅(qū)動動 力關閉輔助裝置的獨立的能量供應、具體說是動力供應。
根據(jù)另一可選實施例，通過運行用于移動功能而非車體組件的關閉和 /或打開的伺服電機，例如通過車窗升降電動機、鎖止驅(qū)動、中央鎖止電動 機或電扶手伺服器補充能量存儲裝置。上述用作不同功能的同一驅(qū)動電動 機的使用有利于節(jié)約成本和重量。
根據(jù)另一實施例，電機在第三移動范圍內(nèi)將車體組件驅(qū)動到鎖的前鎖 銷或主鎖銷。從而最好這樣實施關閉動作，即， 一旦卡住或夾住，則放棄
驅(qū)動或電動機反轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生防夾功能。由于第三移動范圍內(nèi)的關閉速度低， 根據(jù)本發(fā)明，卡住或夾住無論怎樣都不會帶來更大的損壞。
根據(jù)另一實施例，車體組件的關閉動作被可連接的制動裝置制動，直 到達到預定的剩余動能水平。為此可以提供離合器裝置。或者，車體組件 的外形設計、相關的車輛開口和制動裝置的布置都確保達到第二移動范圍 時，制動裝置僅與車體組件的關閉動作相關聯(lián)，而不使用附加的離合器裝 置。
根據(jù)另一實施例，制動裝置的制動速率隨車體組件的關閉速度的增加 而增加，最好是以非線性方式增加。這使得第二到第三移動范圍的關閉動 作為和緩、平滑、持續(xù)的過渡，從而使操作更容易，并帶來進一步的無障 礙的持續(xù)運行。
根據(jù)另一實施例，制動裝置的制動速率隨關閉動作的確定速度和/或加 速度的函數(shù)或車體組件經(jīng)過的確定關閉路徑的函數(shù)變化。為此最好提供電 子控制裝置，特別是微處理器，其持續(xù)監(jiān)測車體組件的動量并以控制方式 進行干涉，以確保第二移動范圍結束時移動的設定點狀態(tài)。
根據(jù)另一實施例，制動裝置的制動速率進一步地隨車體組件的樣式或 制造商、車輛位置、車輛使用者的標識和/或邏輯單元-特別是模糊邏輯單 元或神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出信號的函數(shù)而變化。模糊邏輯單元或神經(jīng)網(wǎng)絡使得電 子控制單元學習可識別的駕駛者的典型關閉過程，并在了解了典型關閉過 程后以合適的控制方式干涉關閉過程。
根據(jù)前述任意權利要求所述的方法，其中移動范圍之間的界限是常量。
本發(fā)明的另 一方面涉及電子控制程序，該電子控制程序在由例如控制
IC或微處理器的處理裝置執(zhí)行時，確保上述控制上述類型的車體組件移動
的方法的步驟的執(zhí)行。
本發(fā)明的另一方面進一步涉及控制前述類型的車體組件的關閉動作 的裝置，如前所述。
現(xiàn)參照附圖通過示例說明本發(fā)明，從而使得更多的特征、優(yōu)點和要達到的 目的將更加明顯。在下面附圖中-
圖l是根據(jù)本發(fā)明的方法，關閉鉸接門執(zhí)行的步驟與打開鉸接門時執(zhí)行的 步驟的比較示意圖2是曲線圖，通過示例表示不同初始速度下超出打開角度的鉸接門的速 度；
圖3a是示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的機電關門系統(tǒng)； 圖3b表示根據(jù)本發(fā)明的純機械關門系統(tǒng)；
圖3c表示根據(jù)本發(fā)明的機電關門系統(tǒng)，其中用于另一移動函數(shù)的電機用于 為機械能存儲裝置補充能量；
圖4是具有根據(jù)圖3a的關門系統(tǒng)的汽車車門的示意性側視圖5a-5d表示根據(jù)圖3a的機電關門系統(tǒng)在四種不同的運行狀態(tài)下的示范性 實施例；
圖6是表示具有根據(jù)圖3b的純機械關門系統(tǒng)的汽車車門的示意性側視圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的純機械關門系統(tǒng)的示范性實施例的爆炸圖8a和8b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在車門完全關閉時的正視圖和后視 圖9a和9b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在車門部分打開時的正視圖和后視 圖10a和10b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在車門進一步打開時的正視圖和后 視圖lla和llb分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在車門最大程度地打開時的正視圖 和后視圖12a和12b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在車門部分關閉時的正視圖和后視
圖13a和13b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在門鎖鎖住以前、車門實際上完全 關閉時的正視圖和后視圖14a和14b分別是根據(jù)圖7的關門系統(tǒng)在門鎖鎖住、車門完全關閉時的正 視圖和后視在上述所有附圖中，同樣的或執(zhí)行類似功能的元件或元件組用同樣的參考 標記表不。
主要元件標記說明
1車門2位置傳感器或感應器
3距離傳感器或感應器4樞軸線
車門鉸鏈6參考/連接區(qū)(固定的)
了控制裝置8門鎖
9動力關閉輔助裝置10t制動和驅(qū)動單元
11連接裝置/連接桿12電驅(qū)動裝置
13能量存儲裝置14機械驅(qū)動裝置
15制動器/阻尼器16電機
18動力關閉輔助裝置的博登線
180動力關閉輔助裝置的線纜
181線纜偏斜件182線頭
183博登線支承件
19距離感應器3的博登線190線纜
30機電制動和驅(qū)動單元31殼體
32電磁制動33驅(qū)動軸
34螺釘35齒輪
36齒輪檔37齒輪檔
38齒輪39齒輪
40軸承41 軸
42軸承43 軸螺母
44軸螺母套45運轉(zhuǎn)或滑動支架
46樞軸線47末端件
49軸螺母43中的凹部
50驅(qū)動元件51導軌
52殼體31的縱向棱
53驅(qū)動元件50的突出部
55提升磁鐵56推桿
57停止表面58樞軸線
59回轉(zhuǎn)軸60回轉(zhuǎn)軸59的鉤狀/咬接凸起
70機械制動和驅(qū)動單元71 殼體
72角托架73車門停止單元
74阻尼單元
75車門距離感應器3的連接單元
76能量存儲和驅(qū)動單元
80左旋轉(zhuǎn)盤片81中央旋轉(zhuǎn)盤片
82右旋轉(zhuǎn)盤片83中央樞軸
84拉伸彈簧85固定安裝區(qū)
86可滑動的彈簧懸掛螺栓87拉伸彈簧
88固定安裝區(qū)89可滑動的彈簧懸掛螺栓
90徑向?qū)Р?1弓形導槽
92導引螺栓95徑向?qū)Р? 96 導槽
100下壓裝置
105外部齒
107弓形導槽
710左殼體板
712螺栓
714樞軸軸承區(qū)
716凹部
718連接區(qū)
720緊固支柱
725軸頸保持板
727軸頸接收器
730 殼體
732軸線
734滑動件軸承區(qū)
7400成角度的末端件
7401彈性阻尼擋塊
741 基底板
743支承托架
745執(zhí)行元件
747液壓阻尼器的活塞桿
748活塞桿747的執(zhí)行末端
749缸746的軸承套
7490螺母
97導引螺栓 101驅(qū)動元件 106齒間隔部分 110圓周狀凸起 711右殼體板 713間隔套 715偏心導引 717凹部 719安裝孔 721安裝基座 726軸承板 728軸頸軸承布置 731緊固部分 733齒輪 740齒條
742安裝孔
744支承托架
746液壓阻尼器的缸
7491 螺母
750 基底 751 網(wǎng)
752下回轉(zhuǎn)桿 753 下樞軸線
755上回轉(zhuǎn)桿 756 上樞軸線
具體實施例方式
現(xiàn)參照圖1說明根據(jù)本發(fā)明的控制機動車鉸接門的關閉動作的 方法。左側欄中通過示例明確列舉了車門打開的角度，盡管其可以有 不同的選擇或變化。上述附圖為具有用于制動或阻尼關門動作的制動 或阻尼裝置和用于驅(qū)動關門動作的驅(qū)動裝置的鉸接門。離合器用以嚙 合車門和車體之間的動力流中的制動或阻尼裝置。上述離合器類似于 驅(qū)動裝置，可以機械打開和關閉，也可以通過電子手段控制。下面將 更詳細地說明，驅(qū)動可以是電驅(qū)動或純機械驅(qū)動，由車門打開和/或 關閉時充電之能量存儲裝置供應或由用于另一移動動作的附加電機 供應，如下所述。
根據(jù)圖1右側欄，關閉過程以第一移動范圍(車門打開角度75° 到20°或達到另一可變預設打開角度)內(nèi)的手動關閉開始，在上述 第一移動范圍內(nèi)關掉驅(qū)動裝置而開啟離合器，使得車門可以在第一移 動范圍內(nèi)不受限制地關閉。上述關閉可以手動或通過猛地關上車門實 現(xiàn)。第一移動范圍內(nèi)的車門速度在手動引導車門或猛地關上車門時有 時變化很大，這取決于用戶。
第一移動范圍之后是第二移動范圍，在其中制動車門關閉動作， 目的在于使車門在預定角度不超過預定最大速度或最大的動能，在示 范性實施例中預定角度為11° ，但本發(fā)明不限于此。上述最大速度 或最大動能根據(jù)本發(fā)明以這樣的方式預先確定，即，使車門因第二范 圍結束時的剩余動能而不能自動-也就是沒有附加驅(qū)動地關閉。驅(qū)動 裝置在第二移動范圍的制動中也保持關閉。第二范圍結束時達到相對 車門速度、轉(zhuǎn)矩、動能及類似條件限定的設定點條件之前，通過離合 器的適當開、關獲得第二移動范圍的關門動作的受控制動。下面將更
詳細地說明，可以通過關閉離合器并嚙合制動裝置將車門的一些動能 暫時存儲在能量存儲裝置中，接著在第二移動范圍后的第三移動范圍 中將其提供給驅(qū)動裝置用作關閉車門的動力。這種能力存儲裝置可以 基于機械、氣動、液壓、電力、磁力，或者原則上甚至是化學方法運 行。
第二范圍結束時(在示范性實施例中表示的打開角度約為11° ) 的前述條件可以特別地基于安全方面的考量選擇。這可以是觀測車 門的后方或前方區(qū)域，特別是車輛的B柱區(qū)域的最大卡緊或夾緊力， 例如與法定要求相一致；觀測最大關閉速度使車門進入密封段且車門 鎖進入聯(lián)鎖段時，特別是鎖緊螺栓時，不超過最大的負加速度，根據(jù) 本發(fā)明，車門元件及其懸掛或軸承布置的過分穩(wěn)定的設計不是絕對必 要的。特別是還要可以以可靠的方式避免過分的猛關車門。
根據(jù)圖1的右側欄，第二移動范圍后是第三移動范圍，在其中車 門被自動關閉。為此目的，驅(qū)動裝置打開而用于接合驅(qū)動力的離合器 關閉。車門的動力關閉動作以恒定或變化、特別地是減小的速度實現(xiàn)。 車門在第三范圍結束時幾乎完全關閉或完全關閉，具體如實例中由 0.3°的車門打開角度表示。特別是在車門系統(tǒng)的實例中，其中借助 驅(qū)動裝置速度的相應減小，不必克服由密封彈性產(chǎn)生的密封力，車門 也可以在第三范圍結束時完全關閉。
根據(jù)圖l，第三移動范圍后是第四移動范圍，其中車門鎖鎖定。 為此目的，驅(qū)動裝置打開而離合器關閉，以便關閉動力流。在需要克 服較高的密封力的系統(tǒng)中，在該第四移動范圍內(nèi)必須相應減小驅(qū)動裝 置的速度。例如從現(xiàn)有技術，如DE 101 55 307 Al或DE 102 31 825 Al號專利申請中可知，電動動力關閉裝置可用于自動關閉車門。特 別是從DE 103 27 448 Al號專利申請中可知，通過電動驅(qū)動裝置起作 用的杠桿元件可以用于克服較大的密封力。為了通過參考進行公開， 前述公開的內(nèi)容被清楚地引入本申請。
而后保持車門關閉，驅(qū)動裝置關閉而離合器打開。在機械動力關
閉輔助裝置的情況下，動力關閉輔助裝置可以回到其初始位置。根據(jù) 圖1的左側欄，整個打開過程中驅(qū)動裝置保持關閉而離合器打開，使 得車門可以不受約束地打開。
車門打開和關閉過程中，傳感器可以檢測移動的狀態(tài)和/或車門 的周圍情況。如下所述，上述傳感器輸出的信號可以輸出到電子控制 單元以控制車門移動。上述傳感器有時可以由純機械運行感應器取 代，如下所述。用于探測打開角度并從中獲取鉸接門的角速度和角加 速度的傳感器的實例為電位計，其位于門鉸鏈上或與其連接。這種傳 感器當然可以以電阻、電容、磁力、光電或一些其他形式產(chǎn)生。用于 探測卡緊或夾緊狀態(tài)以便觸發(fā)車門的破損或翻轉(zhuǎn)的傳感器還可以用 可比較的方式產(chǎn)生，該卡緊或夾緊狀態(tài)還可以由電子控制裝置探測。
這種類型的傳感器的另一實由圖1清楚地表示，也就是監(jiān)測車門 外表面的停止傳感器，例如光學傳感器，特別是紅外傳感器，或者是 監(jiān)測車門外表面的周圍環(huán)境防止撞上附近的障礙的風險的超聲傳感 器。在這種情況下，根據(jù)圖1，可以關閉離合器以便關閉流向制動裝 置的動力流，并在將車門手動打開且隨后停止時獲得車門的合適制 動，從而防止與障礙相撞。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，在正常的打開過 程中，離合器僅在達到最大車門打開角度時關閉，在示范性實施例中
近似為75° ，以便將車門制動到停止狀態(tài)(結束阻尼)。根據(jù)本發(fā) 明的示范性實施例，上述同樣的制動裝置用于在關門和開門時制動車 門。根據(jù)圖l，上述制動裝置還可以用于通過關閉離合器在預定的車 門打開角度停止車門。
現(xiàn)參照圖2說明以不同的初始速度手動猛關根據(jù)本發(fā)明的車門 時其關閉行為特性。圖2表示鉸接門，虛線代表負極限加速度5g。 實線對應于實施例中表示的最大的可允許的速度0.1 m/s。根據(jù)圖2， 車門的速度因摩擦力而最初線性地下降，直到最終通過關閉離合器嚙 合制動裝置而制動車門。在車門具有電子控制裝置的情況下，上述嚙 合可以由電子信號觸發(fā)。根據(jù)圖2，車門根據(jù)速度的實際變化在不同 程度被制動，其被持續(xù)監(jiān)測直到在上述第二范圍結束時最終達到最大
的可允許的速度。如陰影線的角度范圍所示，上述第二和第三移動范
圍之間的限制還可以根據(jù)本發(fā)明變化，如下所述。根據(jù)圖2，車門在 第三移動范圍內(nèi)以恒定速度通過動力被關閉。如圖2中的插圖所示， 車門速度在其進入密封時最終降為零。
根據(jù)本發(fā)明，還可以通過電子控制裝置實現(xiàn)車門的高級(主動) 制動。例如，如果探測到相當高的初始速度或動態(tài)的車門加速關閉， 則可以相對較早地關閉離合器或相對較早地嚙合制動裝置，以便使車 門在比相當緩慢地關上車門或?qū)б囬T關閉情況下更輕柔地關閉。此 外，在電子控制裝置中，離合器的關閉還可以通過辨識用戶而由用戶 決定。為此可以提供"學會"各個用戶的典型的關閉行為特征的附加 的模糊邏輯單元。各個用戶就此加以辨識，例如通過平均或"學會" 用戶攜帶的芯片卡或RF標簽以及為各個關門過程確定的數(shù)據(jù)集，為 各個操作者給出正常的關門過程的正常數(shù)據(jù)集。如果發(fā)送給控制裝置 的典型地非常重的猛關車門的模糊邏輯單元信號被預計為來自將要 激活它的人，則可以根據(jù)本發(fā)明使得控制裝置更早地關閉離合器以便 即使在較高的初始速度或動態(tài)的猛關車門的情況下也能嚙合制動裝 置并更輕柔地關門。最后，根據(jù)本發(fā)明能影響電子控制單元的動作的 另一參數(shù)可以是車輛位置。如果車輛停止，例如停在斜坡上，關門時 具有車門的預定附加加速度，則電子控制單元可以在比車輛在水平直 線狀態(tài)的情況下更早地主動干涉。
現(xiàn)參照圖表中的圖3a到3c說明根據(jù)本發(fā)明的關門系統(tǒng)的實施 例。圖3a為具有中央電子控制單元的機電關門系統(tǒng)。根據(jù)圖3a，車 門l包括角度傳感器2，其探測打開角度并從中獲取門1的角速度和 角加速度，以及距離傳感器3，其探測車門1的后端和/或前端與例如 車輛B柱的車體開口邊緣的距離，和/或車門1的外表面與障礙之間 的距離。傳感器2、 3的輸出信號被傳送給電子控制單元7以進一步 分析。根據(jù)圖3a，車門1進一步包括可以通過離合器裝置(圖中未 示)嚙合與分離的制動裝置15，可以通過同一或另一離合器裝置(圖 中未示)嚙合與分離的電驅(qū)動裝置12，將車門的電驅(qū)動裝置12連接
到車輛主體的連接裝置11，動力關門裝置9和門鎖8。如虛線所示， 制動裝置15和驅(qū)動裝置12可以結合在一起形成制動和驅(qū)動單元10， 其可以根據(jù)需要通過離合器(圖中未示)嚙合或分離。根據(jù)圖3a， 驅(qū)動裝置12連接到動力關門裝置9以動力關門。電驅(qū)動裝置12還用 于使門鎖8鎖止。離合器裝置、制動裝置15、驅(qū)動裝置12、動力關 門輔助裝置9和門鎖8的鎖止都由電子控制單元7發(fā)出的控制信號控 制。如虛線所示，進一步提供能量存儲裝置13，其可以通過制動時 轉(zhuǎn)換車門動能得以補充能量，并完全或額外地向電驅(qū)動裝置12和/或 動力關門裝置9提供能量。原則上，根據(jù)本發(fā)明最好在車門1中提供 驅(qū)動裝置12,因為這樣用于動力關門裝置9的驅(qū)動裝置就可以以簡 單的方式產(chǎn)生。但是，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動裝置原則上也可以被設置在 車體上。
圖3b表示根據(jù)本發(fā)明的完全利用機械元件運行的關門系統(tǒng)。根 據(jù)圖3b的角度傳感器被替換成機械的角度感應器2，根據(jù)圖3a的距 離傳感器被替換成機械的距離感應器3。根據(jù)圖3b，機械的角度感應 器被連接到阻尼器或制動裝置15,以便以合適的方式開啟后者。制 動過程中釋放的動能暫時存儲在機械能量存儲裝置13中，特別是偏 動彈簧系統(tǒng)，如下所述。由機械的距離感應器3的信號觸發(fā)，能量存 儲裝置13被激活以釋放存儲的能量以便驅(qū)動機械驅(qū)動裝置14，機械 驅(qū)動裝置依次連接到動力關門裝置9和門鎖8以便動力關門和鎖止門 鎖8。為了動力關門，機械驅(qū)動裝置14連接到連接裝置11,用以將 車門連接到車輛主體。如虛線所示，阻尼器或制動器15、能量存儲 裝置13和機械驅(qū)動裝置14可以結合到一起形成制動和驅(qū)動單元10。 在該系統(tǒng)中，關門時能量存儲裝置13在前述第二移動范圍內(nèi)補充能 量?；蛘咴陂_門時使能量存儲裝置13得以補充能量。最后，如果機 械的距離感應器發(fā)出車門1與車體開口的邊緣之間處于預定距離的 信號，則激活動力關門裝置9以動力關門，而后觸發(fā)鎖止門鎖8。
圖3c表示根據(jù)本發(fā)明的關門系統(tǒng)，其具有中央電子控制單元， 其中能量存儲裝置13還由車門1中的附加電機16補充能量，不僅用
以調(diào)整或移動車門1，還例如用作車窗提升電動機、鎖止驅(qū)動裝置、
中央鎖止電動機或電扶手伺服器。不同于圖3a，能量存儲裝置13還 可以連接到附加電機16，電機16的連接和起動由電子控制單元7的 控制信號觸發(fā)。
圖4表示根據(jù)圖3a的機電關門系統(tǒng)的實施例，參照圖5a-5d說 明其運行方法。根據(jù)圖4，車門1包括制動和驅(qū)動單元10，其通過連 接桿或類似物連接到車體上的固定參考點且本身具有電機12。車門1 可以繞樞軸線4樞轉(zhuǎn)，角度傳感器，特別是電位計持續(xù)探測車門1的 打開狀態(tài)并從中獲取其角速度和角加速度。還提供距離傳感器3，其 持續(xù)監(jiān)測車門1后端到車體開口邊緣的距離。傳感器2和3的信號被 輸出到電子控制單元7，以合適的方式控制制動和驅(qū)動單元10以及 門鎖8。制動和驅(qū)動單元10不僅用于在達到前述第三范圍時動力關 閉車門1,還用于驅(qū)動門鎖8的鎖止。為了這個目的，制動和驅(qū)動裝 置IO啟動將單元10連接到車鎖8的博登(Bowden)線18的線纜， 以公知方式獲得門鎖8的鎖止?，F(xiàn)參照圖5a-5d，在機電關門系統(tǒng)的 一個示范性實施例的情況下說明制動和驅(qū)動單元10的設計和運行方 法。
圖5a表示打開門鎖(圖中未示)狀態(tài)下的機電制動和驅(qū)動單元 30。根據(jù)圖5a，軸41支承在單元30的殼體31的軸承40、 42上。 與軸螺母43的內(nèi)圓周表面上的突起嚙合的螺旋狀內(nèi)凹槽在軸41的外 圓周上延伸。接收軸螺母43的軸螺母套44可滑動地、緊密地安裝在 軸41的其他平滑的柱狀外圓周表面上。根據(jù)圖5a，可繞樞軸線58 樞轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)桿59的鉤狀部60咬住開放位置中的軸螺母43中的對應 凹部，以便將軸螺母43連接到軸螺母套44和運轉(zhuǎn)支架45。與支承 在運轉(zhuǎn)支架45軸承上的提升磁鐵55的推桿56抵靠的停止表面57位 于回轉(zhuǎn)桿59的另一端。通過調(diào)整提升磁鐵55和推桿56,回轉(zhuǎn)桿59 可以繞樞軸線58樞轉(zhuǎn)，鉤狀物60可以脫離與軸螺母43中的凹部的 嚙合，如下所述。運轉(zhuǎn)支架45的下端通過末端件47與連接桿11連 接，該連接桿將單元30連接到固定的參考或連接區(qū)6，如附圖標記6
示意性表示。連接桿11被安裝成繞垂直于圖片平面的樞軸線46樞轉(zhuǎn)。
根據(jù)圖5a，緊緊地連接到軸41的左端的齒輪39咬合緊緊地連 接到兩個齒輪擋37、 36的旋轉(zhuǎn)軸的齒輪38。與安裝到電機12的驅(qū) 動軸33上的螺紋34咬合的齒輪35安裝在該軸的另一端。由電子控 制裝置(圖中未示)啟動的電磁制動裝置32安裝在電機12和齒輪擋 36之間，以便以合適的方式，并且實際上以公知的方式由相互摩擦 的離合器片間的接觸壓力制動軸41的轉(zhuǎn)動。
根據(jù)圖5a，用于啟動門鎖的博登線18的線纜180緊固在其上的 驅(qū)動元件50的突出部嚙合軸螺母43的上部末端中的凹部。在驅(qū)動元 件50上提供由兩個彼此分開的平行網(wǎng)絡形成的導軌51，其沿平行于 殼體31上的縱向棱52上的軸41的軸線方向被可滑動地導引。根據(jù) 圖5的位置中，軸螺母43安裝到軸螺母套44的左端，釋放博登線 18的線纜180。如下所述，被半圓形線偏移片181偏移的線纜180可 以通過移動驅(qū)動元件50啟動，其由軸螺母43驅(qū)動。
在根據(jù)圖5a的狀態(tài)中，車門關閉到被稱為門鎖的前鎖銷。離開 該狀態(tài)時，參照圖5a和5b說明將門鎖止轉(zhuǎn)變成主鎖銷的轉(zhuǎn)換過程。 為此目的，根據(jù)圖5a的狀態(tài)中，電機12首先反轉(zhuǎn)，離合器32關閉， 使得電機12將軸螺母套44中的軸螺母43通過旋轉(zhuǎn)軸41完全移動到 左側，以便用最好的方式使咬住的回轉(zhuǎn)桿59的鉤狀物60脫離。而后 啟動提升磁鐵55,以便通過將推桿56壓到停止表面57使回轉(zhuǎn)桿59 繞樞軸線58以順時針方向樞轉(zhuǎn)，并且使回轉(zhuǎn)桿59的咬接鉤60不再 嚙合軸螺母43中的凹部49 (如圖5b)。
電機12隨后反轉(zhuǎn)以便通過旋轉(zhuǎn)軸41將軸螺母套44中的軸螺母 43移動到圖5b中的右側，根據(jù)圖5b，直到軸螺母43最終到達軸螺 母套44的右邊緣。由于軸螺母43中驅(qū)動元件50的突出部的嚙合， 軸螺母43帶動可滑動地支承在導軌51上的驅(qū)動元件50。因此而施 加到博登線18的線纜180上的張力引起門鎖從前鎖銷到主鎖銷的轉(zhuǎn) 換過程。為此提供的軸螺母43的鎖止范圍由圖5b中的雙向箭頭表示。
門鎖的主鎖銷由位于門鎖內(nèi)的傳感器探測，其輸出信號由電子控
制單元分析。而后電子控制單元再次反轉(zhuǎn)電機12，以便通過旋轉(zhuǎn)軸 41將軸螺母套44中的軸螺母43移回左側。嚙合軸螺母43的驅(qū)動元 件50放開線纜180。在該狀態(tài)下，如果門鎖保持在主鎖銷，則其保 持關閉。提升磁鐵55接著將推桿56移回，使彈簧承載的回轉(zhuǎn)桿59 繞樞軸線58以逆時針的方向反向樞轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)桿59的咬接鉤60再次 嚙合軸螺母43的凹部49。在該狀態(tài)下，車門仍然在主鎖銷保持關閉。 在該狀態(tài)下，軸螺母套44位于軸41的右端，軸螺母43位于軸螺母 套44的左端。
通過開啟車門把手以公知的方式打開門鎖。接著手動樞轉(zhuǎn)打開車 門。如圖5c所示在手動樞轉(zhuǎn)打開車門過程中在中間位置的情況下， 連接桿11沿軸41將運轉(zhuǎn)支架45推到左側。由于回轉(zhuǎn)桿59的咬接鉤 與軸螺母43的凹部嚙合，從而被動地帶動具有軸螺母套44的軸螺母 43。驅(qū)動元件50因而保持在其移動通路的左端區(qū)域，如圖5c所示， 使得驅(qū)動元件50的突出部53從與軸螺母43的圓周上的對應凹部的 嚙合中脫離。
通過進一步地樞轉(zhuǎn)打開車門，運轉(zhuǎn)支架45最終被移動到端位置， 該位置對應于車門樞轉(zhuǎn)打開到最大程度的狀態(tài)。軸螺母套44或運轉(zhuǎn) 支架45的左邊的擋塊可以頂住殼體31的停止表面?？梢栽谠搮^(qū)域提 供高彈阻尼元件(圖5a-5d中未示)用于末端止動阻尼。
根據(jù)圖5a-5d在所有階段打開離合器32 ，使得軸41的轉(zhuǎn)動不被 互相擠壓的離合器32的摩擦片制動。僅在根據(jù)圖5d車門樞轉(zhuǎn)到最大 程度時，離合器32才由電子控制單元啟動和關閉，以便制動軸41的 轉(zhuǎn)動并確保末端止動阻尼。
如上所述，根據(jù)另一實施例，距離傳感器可以一直監(jiān)測車門外表 面防止與障礙碰撞。如果電子控制單元探測到有車門與障礙碰撞的危 險，根據(jù)該進一步的實施例，離合器32可以在手動樞轉(zhuǎn)打開車門操 作的任意時刻關閉，以便通過制動和持續(xù)阻止軸41的轉(zhuǎn)動制動車門
的樞轉(zhuǎn)，并保持車門靜止(防碰撞)。離合器32的停止動作可以由 向內(nèi)手動樞轉(zhuǎn)車門克服。如果其被車門傳感器探測到，則電子控制單 元再次放開離合器32，使車門被樞轉(zhuǎn)關閉?；蛘咭坏┙?jīng)過了預定間 隔，電子控制單元通過放開離合器32取消車門的停止。
離開根據(jù)圖5d的狀態(tài)，車門可以手動樞轉(zhuǎn)關閉或猛地關上。手 動樞轉(zhuǎn)關門操作中，連接桿11將具有鎖定在其中的軸螺母43的運轉(zhuǎn) 支架45再次擠壓到右側。手動樞轉(zhuǎn)關門操作中，電機12保持關閉而 離合器32打開。
最后，如車門傳感器和電子控制單元所探測到的，達到前述第二 角度范圍或移動范圍，其中軸41的轉(zhuǎn)動被離合器32的合適的關閉制 動，直到前述第二角度范圍結束時，最終達到車門移動的設定點狀態(tài)， 其中例如車門的最大角速度或動能不超過預設的最大值。
為了制動軸41的轉(zhuǎn)動，可以由電子控制單元預定的力持久地關 閉離合器32，以便根據(jù)電子控制單元預定的特征曲線以受控的方式 制動轉(zhuǎn)動?？商鎿Q地，還可以根據(jù)電子控制單元預定的制動特征曲線， 通過交替關閉和打開離合器32制動軸41的轉(zhuǎn)動。
最后，在車門打開角度由電子控制單元預定的情況下，達到前述 車門的第三打開范圍，其中電機12打開而離合器32關閉，使得通過 旋轉(zhuǎn)軸41使電機12以電子控制單元預定的速度將與其連接的運轉(zhuǎn)支 架45和軸螺母43進一步地移動到右側，根據(jù)圖5a為朝向關閉位置。 其中，運轉(zhuǎn)支架45進一步向右推動連接桿11，以便進一步地動力關 門。在該狀態(tài)下，車門不再被手動樞轉(zhuǎn)關閉或猛地關上。相反，電機 12驅(qū)動車門進一步自動動力關閉。在該階段，如果操作者不小心地 猛地關上車門，車門傳感器和電子控制單元將注意到這個行為，以合 適的方式通過電機12和/或離合器32的相應開啟抵制該過程，特別 是用以防止超過電子控制單元預定的車門的最大關門速度或動能。
車門進一步動力關閉時，將連接有軸螺母43的運轉(zhuǎn)支架45進一 步調(diào)整到右側，直到驅(qū)動元件50的突出物53最終再次嚙合軸螺母 43的外圓周上的對應凹部。從而制動和驅(qū)動單元30最終移動到根據(jù) 圖5a的車門鎖位于前鎖銷的狀態(tài)。
如上所述，制動和驅(qū)動單元允許車門被持續(xù)、平滑地制動到電子 控制單元預設的所需要的移動狀態(tài)。車門被樞轉(zhuǎn)打開時，如果有與障 礙碰撞的危險，可以在任意時刻停止車門。車門僅在操作者簡單地猛 地關上車門時關閉。從而使車門制動到一個程度，即前述第二范圍結 束時車門的剩余動能不足以自動關閉和/或鎖止車門。另一方面，到 達前述第三范圍時，自動啟動動力關門裝置，自動地動力關門到至少 前鎖銷。而后實現(xiàn)車門鎖的電機驅(qū)動鎖止。操作者迅速習慣于該移動 順序，以便在相應的習慣后，操作者僅以相當小但足以移動車門的力 猛地關上車門，而制動裝置不用為關門而在前述動力關門裝置自動運 行的第三移動范圍內(nèi)有過多的動作。因而，由于操作者的習慣效應而 防止車門被過分猛關。根據(jù)本發(fā)明，車門的功能性組件及其懸掛或軸 承布置的更簡單的設計成為可能，因此其節(jié)約了相當大的成本。
還可以通過驅(qū)動和制動單元，而不用電子控制單元的操作完成前 述功能，現(xiàn)參照圖6-14b的示例進行說明。圖6為表示根據(jù)本發(fā)明 的具有純機械關門系統(tǒng)的汽車車門1的圖示。車門鉸鏈5懸掛著車門 1。車門1中具有制動和驅(qū)動單元70,其通過可樞轉(zhuǎn)支承的、其上具 有齒條740的連接桿11鉸接到車輛主體上的固定的參考或連接區(qū)域 6。提供阻尼或制動裝置以便在樞轉(zhuǎn)關閉操作時制動車門，如下所述。 單元70通過博登線18連接到門鎖8以便鎖止門鎖8。車門幾乎完全 關閉時，特別是達到門鎖的前鎖銷時，開啟連接到單元70的博登線 19的機械的距離感應器3建立。如果觸發(fā)距離感應器3,則通過博登 線19驅(qū)動并觸發(fā)鎖止機構，鎖止機構通過博登線18將門鎖8轉(zhuǎn)變成 主鎖銷或鎖止。
圖7表示機械制動和驅(qū)動單元70的爆炸圖。接收博登線18的博 登線支承件183緊固在殼體71中，其中還接收機械能量存儲和驅(qū)動 單元76。用于將車門距離感應器3 (參見圖6)連接到單元70的連 接單元75還安裝在殼體71的邊緣，使得兩個回轉(zhuǎn)桿752、 755形成
的鎖銷機構可以與用作導引帶的能量存儲和驅(qū)動單元76的中央旋轉(zhuǎn) 片81的圓周狀凸起協(xié)調(diào)，如下所述。車門停止單元73進一步地布置 在殼體71的上邊緣。最后，具有液壓阻尼器746的制動或阻尼單元 74安裝在殼體71的后表面，并且承載其上具有齒條740的連接桿11。 角托架72被緊固到殼體71的前端表面。
更精確地說，能量存儲和驅(qū)動單元76包括互相間隔可旋轉(zhuǎn)地安 裝的三個盤片80、 81和82。安裝盤片80-82以使其繞中央樞軸83 旋轉(zhuǎn)，該中央樞軸支承在殼體71的左殼體盤片710的樞軸支承區(qū)714 和右殼體盤片711中的相對支承區(qū)中。盤片80、 82通過樞軸以抗扭 的方式被連接到一起。中央旋轉(zhuǎn)盤片81可以相對于盤片80、 82形成 的單元旋轉(zhuǎn)。左側旋轉(zhuǎn)盤片80是半圓形，具有實質(zhì)上徑向延伸的導 槽90，其中支承可被滑動導引的彈簧懸掛螺栓86，其中懸掛拉伸彈 簧84的上端，同時弓形導槽91延伸過大約45°的角范圍，其中引 導螺栓92被可滑動地支承。彈簧懸掛螺栓89被可移動地支承在中央 旋轉(zhuǎn)盤片81上實質(zhì)上軸向延伸的導槽95中，拉伸彈簧、或者根據(jù)圖 7的實施例最好是兩個拉伸彈簧87的下端懸掛在彈簧懸掛螺栓89中。 中央和右側的旋轉(zhuǎn)盤片81、 82通過導引螺栓97進一步地互相連接， 該導引螺栓通過螺釘被緊固在用于調(diào)整的導槽96中。導引螺栓97上 提供間隔布置的下壓裝置IOO和兩個側面為鉤狀的驅(qū)動元件101,其 壓下或承載安裝在殼體71內(nèi)部的博登線18的蘑菇狀線頭182，如下 所述。
能量存儲與驅(qū)動單元76以這樣的方式安裝在殼體71中，即左旋 轉(zhuǎn)盤片和中央旋轉(zhuǎn)盤片80、 81安裝在殼體的內(nèi)部，而右旋轉(zhuǎn)盤片82 安裝在殼體71外部的后表面，使得螺栓97穿過右殼體板711中形成 的鐮刀狀凹部716突出。殼體板710、 711通過其中具有間隔套713 的多個螺栓712剛性連接到一起。如圖7所示，其中懸掛有拉伸彈簧 87的上端的兩個圓形凹部在上間隔套713中形成。拉伸彈簧84的下 端懸掛在殼體71的后面下端的對應間隔套中。如下所述，彈簧87用 于通過啟動博登線18鎖止門鎖，而拉伸彈簧84用于在前述第三門移
動范圍中動力關門。拉伸彈簧87和84可以相互獨立地相繼松開，中 央旋轉(zhuǎn)盤片81被安裝在其末端，用以相對左旋轉(zhuǎn)盤片和右旋轉(zhuǎn)盤片 80、 82旋轉(zhuǎn)。
門停止裝置73以這樣的方式緊固到右殼體板711，即軸732穿 過右殼體板711的上邊緣上的凹部717突出，齒輪733咬合右旋轉(zhuǎn)盤 片82的外齒105。因而右旋轉(zhuǎn)盤片82用作單元70的驅(qū)動裝置。具 有高損壞轉(zhuǎn)矩(break-away torque)，特別是確定的損壞轉(zhuǎn)矩的制動 系統(tǒng)用作門停止裝置73，連續(xù)的轉(zhuǎn)矩很小，以便一旦超過較高的損 壞轉(zhuǎn)矩(超過門的保持力)，車門可以再次進一步地被平滑調(diào)整?？?以例如以公知的方式通過纏繞彈簧或其類似物生產(chǎn)這種類型的制動 系統(tǒng)。
根據(jù)圖7，將兩個殼體板710、 711連接到一起并且其中形成有 半圓柱狀的軸頸接收器727的軸承板726被緊固到殼體71的前邊緣。 與安裝到角托架72的安裝基座721上的軸頸保持板725和軸頸軸承 布置728 —起，將殼體71安裝到該區(qū)域，用以繞上述軸頸(圖中未 示)相對于剛性連接到車門框架的角托架72旋轉(zhuǎn)，以便在樞轉(zhuǎn)車門 時獲得角補償。
阻尼單元74包括基板741，其上具有兩個支承托架743、 744， 根據(jù)圖8d，托架之間形成軸承套749，軸承套中接收液壓阻尼器的缸 746，其通過螺釘7490和7491緊固到軸承套749?；?41通過穿 過安裝孔742和對應的安裝孔719突出至右殼體板711的后表面的例 如螺釘?shù)木o固裝置緊固，使得安裝到殼體71的后表面外側的右旋轉(zhuǎn) 盤片82的外齒105與連接桿11上的齒條740咬合。如圖6所示，連 接桿的前端被可樞轉(zhuǎn)地鉸接到車體上固定的參考或連接區(qū)6。根據(jù)圖 8b，在連接桿11的前端和車門的某些角度范圍內(nèi)提供成角度的執(zhí)行 元件745，如下所述，頂住安裝在缸746中的活塞的活塞桿的執(zhí)行端 748。車門的打開位置由執(zhí)行元件745和阻尼缸746的活塞執(zhí)行端748 一起協(xié)作機械探測，車門的關閉動作在預定的如元件的幾何形狀所預 定的角度范圍內(nèi)被阻尼。液壓或氣壓阻尼缸746最好被設計為其阻尼
或制動速率隨車門關閉速度的增加而增加，最好是以線性方式增加。 如果車門因而緩慢關閉，則制動或阻尼影響可忽略不計，但如果車門 被猛地關上，則要考慮制動和阻尼的影響。
如圖8a所示，在中央旋轉(zhuǎn)盤片81的外圓周上形成圓周狀凸起 110，其與由兩個可反向樞轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)桿752和755形成的鎖銷機構協(xié) 作，控制中央旋轉(zhuǎn)盤片81的轉(zhuǎn)動，以便通過博登線18觸發(fā)門鎖的鎖 止，如下所述。
現(xiàn)參照圖8a-14b，說明車門打開、關閉和門鎖鎖止的情況下，根 據(jù)圖7的機械制動和驅(qū)動單元的工作方法。這方面，機械制動和驅(qū)動 單元的正視圖表示在由字母a標記的附圖中，該單元的對應后視圖還 表示在用字母b標記的附圖中中。
車門完全關閉和保持關閉的情況作為初始狀態(tài)，如圖8a和8b表 示。在該位置處，連接桿11移動到執(zhí)行元件745和阻尼缸746的執(zhí) 行端748協(xié)作阻尼或停止的結束位置。在該位置處，松開彈簧84、 87，上回轉(zhuǎn)桿755的鎖銷頂住圓周狀凸起110的外表面，而不會阻礙 凸起和中央旋轉(zhuǎn)盤片81的轉(zhuǎn)動。
圖9a和9b表示車門樞轉(zhuǎn)打開大約19°時的單元70。具有齒條 740的連接桿與圖8a和8b相比輕微移動，因為通過外齒105與齒條 740咬合的右旋轉(zhuǎn)盤片82被旋轉(zhuǎn)，并且位于旋轉(zhuǎn)終端的旋轉(zhuǎn)盤片81 和80也被推進。而后預拉伸彈簧84、 87。但是拉伸彈簧84的彈簧 懸掛螺栓86已經(jīng)完全穿過導槽90，相應的拉伸彈簧87的彈簧懸掛 螺栓89大約位于相關的導槽95中央。根據(jù)圖9a，下回轉(zhuǎn)桿752以 順時針方向咬緊并頂住圓周狀凸起110的下端，以防止中央旋轉(zhuǎn)盤片 81反向旋轉(zhuǎn)。如圖9b所示，在該位置，雖然活塞桿747的執(zhí)行端748 進一步地頂住連接桿11的執(zhí)行元件745，阻尼缸746的活塞桿747 仍然幾乎完全延伸。
圖10a和10b表示車門手動樞轉(zhuǎn)打開大約21°后的單元70。彈 簧84、 87在該狀態(tài)下進一步被預拉伸。除了預拉伸的下回轉(zhuǎn)桿752
外，預拉伸的上回轉(zhuǎn)桿755現(xiàn)在也以逆時針方向向后樞轉(zhuǎn)，以使回轉(zhuǎn) 桿752、 755聯(lián)合形成的鎖銷機構與圓周狀凸起110配合，以防止中 央旋轉(zhuǎn)盤片81反向旋轉(zhuǎn)。換言之，鎖銷機構防止用于鎖止門鎖的拉 伸彈簧87松開。如圖10a所示，在根據(jù)圖10a的位置，兩個驅(qū)動元 件101以順時針方向移過博登線18的蘑燕狀線頭182，從而通過在 蘑燕狀線頭182后嚙合并反向旋轉(zhuǎn)中央旋轉(zhuǎn)盤片81，準備好啟動博 登線18。如圖10b所示，在該位置處，連接桿11的執(zhí)行元件745還 頂住阻尼缸746的活塞桿747的執(zhí)行端748。
進一步手動樞轉(zhuǎn)打開車門最終導致根據(jù)圖lla和圖llb的狀態(tài)， 其中彈簧84、 87被完全拉伸，在齒條740的成角度的末端件7400上 的彈性阻尼制動裝置7401和/或車門停止單元730的滑動件軸承區(qū) 734中的彈性阻尼元件上的相應彈性元件與右旋轉(zhuǎn)盤片82的弓形導 槽107配合，確保阻尼的末端擋塊，用以停止車門移動。如圖llb所 示，在該位置中，活塞桿747從阻尼缸746完全延伸，盡管連接桿 11的執(zhí)行元件745與執(zhí)行端748之間具有清楚的間隔，但通過其可 以在車門樞轉(zhuǎn)關閉時控制阻尼缸746的帶來阻尼影響的開始。
樞轉(zhuǎn)關閉車門最后產(chǎn)生根據(jù)圖12a和12b的狀態(tài)，其中雖然回轉(zhuǎn) 軸752、 755形成的鎖銷機構與圓周狀凸起110配合防止中央旋轉(zhuǎn)盤 片81反向旋轉(zhuǎn)，從而防止驅(qū)動門鎖鎖止的拉伸彈簧87松開，但還是 進一步地松開彈簧84、 87。根據(jù)圖12b，在該位置中，執(zhí)行元件745 再一次頂住阻尼缸746的活塞桿747的執(zhí)行端748，以便阻尼車門的 猛關，如阻尼缸746的特征曲線預定的。但是從圖12中可以清楚地 看出，在該位置處，用于動力關閉車門的拉伸彈簧87還影響與其連 接的左旋轉(zhuǎn)盤片80和右旋轉(zhuǎn)盤片82，以便進一步地旋轉(zhuǎn)它們直到最 終到達車門的關閉位置。拉伸彈簧84施加的力相對較小，但其足以 對抗阻尼缸746施加的阻尼或制動力用可靠的方式動力關閉車門。
為此使用制動或阻尼速率在用于較高的關門速度時較高而用于 較低的關門速度時較低的阻尼缸是很好的。因而拉伸彈簧84施加的 較小的張力足以對抗阻尼缸746施加的阻尼或制動力以可靠的方式
動力關閉車門。
動力關閉車門進一步最終導致根據(jù)圖13a和13b的位置，其中車 門幾乎完全關閉，而車鎖尚未鎖止。在該位置中，拉伸彈簧84被進 一步地拉伸并作用于車門，以使得對抗車門密封條施加的反向力而動 力關閉車門。根據(jù)圖13a，圓周狀凸起IIO還與兩個回轉(zhuǎn)桿752、 755 形成的鎖銷機構配合，以防止中央旋轉(zhuǎn)盤片81反向旋轉(zhuǎn)，并防止拉 伸彈簧87松開。
由拉伸彈簧84驅(qū)動的動力關門最終還導致根據(jù)圖14a和14b的 狀態(tài)，其中車門完全關閉，單元70驅(qū)動鎖止門鎖，如下所述。根據(jù) 14a和14b的狀態(tài)中，車門到達前鎖銷。車門的后端與車輛B柱距離 很短，以至于距離感應器3 (參見圖6)最終在博登線19的線纜上拉 動很困難，使兩個回轉(zhuǎn)桿752、 755形成的鎖銷機構被觸發(fā)，以松開 圓周狀凸起110，從而彈簧87可以松開，其中存儲的彈簧能量可以 在十分短的時間內(nèi)被釋放。根據(jù)圖13a，車門幾乎完全關閉時，驅(qū)動 元件101被布置得緊挨博登線18的蘑燕狀線頭182，以便在其后嚙 合。如果隨后根據(jù)圖14a從鎖銷機構松開圓周狀凸起110，則根據(jù)圖 14a，中央旋轉(zhuǎn)盤片81由拉伸彈簧87的松開驅(qū)動，以逆時針方向迅 速旋轉(zhuǎn)。這方面，在線頭182后嚙合的驅(qū)動元件101在逆時針方向承 載線頭182，使得博登線18的線纜180被啟動，結果使連接到線纜 180的門鎖的鎖銷被鎖止。從而車門被移動到主鎖銷。最后，兩個驅(qū) 動元件101滑過線頭182，導致具有線頭182的線纜180移回博登線 180，單元70再次呈現(xiàn)出根據(jù)圖8a和8b的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，車門 在主鎖銷保持關閉。
如上所述，根據(jù)圖7，車門還以受控方式在第二移動范圍內(nèi)由機 械制動和驅(qū)動單元制動，直到第二移動范圍結束時達到制動或阻尼裝 置的特征曲線預定的移動狀態(tài)，其中車門無法自動關閉和/或鎖止。 在以下第三車門移動范圍內(nèi)，車門因彈簧致動動力關閉機構自動動力 關閉，直到最后達到前鎖銷。而后觸發(fā)用于驅(qū)動門鎖機構的彈簧機構， 門鎖鎖止，從而車門移動到主鎖銷。在該關門系統(tǒng)中，確定的習慣效
應開始出現(xiàn)，導致操作者希望車門在第二車門移動范圍內(nèi)被制動，使 得以過大的力猛關車門是無意義的。無論怎樣，達到第三車門移動范 圍時，車門被自動動力關閉和鎖止。
研究了前述說明的所屬技術領域的技術人員將會很容易地明了，
根據(jù)圖7的用作能量存儲裝置的能量存儲和驅(qū)動單元76的彈簧機構 還可以由任意其他能量存儲裝置代替，例如氣動或液壓缸/活塞/阻尼 單元、磁力或電力存儲裝置或者甚至是以勢能的形式存儲能量的能量 存儲裝置。如參考圖3c所說明的，這種機械能量存儲裝置還可以通 過車門或車體中用于其他移動動作的伺服電機，如車窗提升電機、鎖 止驅(qū)動裝置、中央鎖止電動機或電扶手伺服電機的幫助補充能量。為 此目的還提供用于將該伺服電機連接到機械能存儲裝置的另一離合 器和齒輪機構，這對于所屬技術領域的技術人員而言是顯而易見的。 該另一伺服電動機和離合器和齒輪機構的控制還可以受到機械感應 器和/或電子控制裝置的影響。
除了根據(jù)圖7的液壓或氣動阻尼和制動缸746，其他需要的阻尼 和制動裝置也可以用于根據(jù)圖7的機械制動和驅(qū)動單元70，例如電 或磁制動和阻尼機構，這對于所屬技術領域的技術人員而言顯而易 見。制動車門移動時這種電制動和阻尼機構還可以例如以公知的渦流 制動的方式，將動能轉(zhuǎn)化為電能。該電能可以用于汽車的內(nèi)部供電。
如上所述，用于鎖止門鎖并從將車門從前鎖銷移動到主鎖銷的驅(qū) 動單元的速度可以極大地降低，使得即使是車體開口邊緣的密封引起 的相對較大的對抗力也能以簡單的方式克服。
雖然已參照汽車鉸接門說明了根據(jù)本發(fā)明的關門系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā) 明的關門系統(tǒng)也適合于汽車的任意可手動關閉的車體組件，例如滑動 門、鉸接/滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、滑動車頂?shù)鹊?。但是原則上， 根據(jù)本發(fā)明的關門系統(tǒng)還以相應的方式適用于任何卡車和有軌車的 手動關門元件，例如火車車廂門或城郊火車或有軌電車的門。
根據(jù)本發(fā)明的關門系統(tǒng)允許關門系統(tǒng)的持續(xù)而不會卡住的關閉。
因為前述第三移動范圍內(nèi)的關閉元件的相對較低的速度和相對較低 的剩余動能水平，根據(jù)本發(fā)明不會產(chǎn)生卡住或夾住的危險狀況。例如 人的手部或身體部位的障礙在第三移動范圍內(nèi)可以容易地將關閉元 件推回。關閉元件僅在其經(jīng)過第三移動范圍時使用更大的力或壓力， 也就是當關閉元件已經(jīng)落入前鎖銷時，目標或身體部位以可靠的方式 防止被夾住或卡住。僅在隨后的第四移動范圍內(nèi)，關閉元件通過鎖止 門鎖被鎖定，從而完全動力關閉。
由于根據(jù)本發(fā)明的關閉元件的相當?shù)偷拿完P能量，猛關關閉元件 而施加到關閉元件的功能元件或其軸承布置的壓力顯著減小，所以根 據(jù)本發(fā)明這節(jié)約了的相當大的能量。
權利要求
1. 一種用于控制車輛的可手動關閉的車體組件的關閉動作的方法，其中該方法為在離開一打開位置的關閉動作過程中，車體組件(1)經(jīng)過第一移動范圍，其中車體組件在控制部件(7；30；70)未動作之情況下朝向關閉位置移動，以及，在第一移動范圍后，車體組件(1)經(jīng)過第二移動范圍，其中控制部件(7；30；70)動作以在經(jīng)過第二移動范圍后車體組件的剩余動能不超過預定的極限值的方式改變車體組件的關閉動作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于剩余的動能不足以自動 關閉車體組件(1)或?qū)④圀w組件(1)轉(zhuǎn)移到鎖(8)的前鎖銷或主鎖銷。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于第二移動范圍之后，車 體組件(l)經(jīng)過第三移動范圍，其中驅(qū)動裝置(12; 14; 30; 70)將車體組件(1) 驅(qū)動到鎖(8)的前鎖銷或主鎖銷。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于驅(qū)動裝置通過耗盡能量 存儲裝置(13; 76)的能量被驅(qū)動。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于手動打開和/或關閉車體 組件(l)過程中，通過制動或阻尼打開和/或關閉動作為能量存儲裝置(13; 76)補充能量。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于通過運行用于移動功能 而非關閉和域打開車體組件(1)的伺服電機(16)為能量存儲裝置(13; 76)補充能量。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于通過運行車窗提升電機、 鎖止驅(qū)動裝置、中央鎖止電機或電扶手伺服電機為能量存儲裝置(13; 76) 補充能量。
8. 根據(jù)權利要求3-6中任一項所述的方法，其特征在于由電機(12) 將車體組件(1)驅(qū)動到鎖(8)的前鎖銷或主鎖銷。
9. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于通過可連接 的制動裝置(32; 746)制動車體組件(1)的關閉動作，直到達到預定的剩余動 能水平。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于制動裝置(746)的制動速 率隨車體組件(l)的關閉速度的增加而增加，最好是以非線性的方式增加。
11. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于制動裝置(32)的制動速 率隨著關閉動作的確定速度和/或加速度的函數(shù)，或車體組件(l)經(jīng)過的確 定的關閉路徑的函數(shù)變化。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于制動裝置(32)的制動速 率還隨著車體組件的樣式或制造商、車輛位置、車輛使用者的身分證明和 /或邏輯單元，特別是模糊邏輯單元或神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出信號的函數(shù)而變化。
13. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于移動范圍之 間的界限是常量。
14. 根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于移動范 圍之間的界限隨著關閉動作的確定速度和/或加速度的函數(shù)和/或車體組件 經(jīng)過的確定關閉路徑的函數(shù)變化。
15. 根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于移動范圍之間的界限 還隨著車體組件的樣式或制造商、車輛位置、車輛使用者的身分證明和/ 或邏輯單元，特別是模糊邏輯單元或神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出信號的函數(shù)而變化。
16. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于鎖(8)的鎖止 僅在車體組件(l)可以以可靠的方式防止被卡住的位置中被觸發(fā)。
17. 根據(jù)權利要求16所述的方法，其特征在于鎖(8)的鎖止由機械距 離供應器(3)或電或電子距離傳感器(3)觸發(fā)。
18. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于一旦之后打 開車體組件(1)，傳感器監(jiān)測車體組件的外表面與障礙的碰撞，電子控制 單元(7)在探測到碰撞狀態(tài)時觸發(fā)車體組件(1)的停止。
19. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于汽車車體組 件的關閉動作是受控的，上述汽車車體組件從包括鉸接門、滑動門、鉸接 /滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、滑動車頂?shù)娜航M中選出。
20. —種用于控制車輛、特別是汽車的可手動關閉的車體組件，例如 鉸接門、滑動門、鉸接/滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、滑動車頂?shù)鹊鹊年P閉動 作的裝置，其包含以下列方式連接或可以連接到車體組件(l)的閉合動作的 制動裝置(15;32; 746):離開打開位置的關閉動作中，車體組件(l)經(jīng)過第一移動范圍，其中車 體組件朝向關閉位置移動而制動裝置沒有任何動作，以及，第一移動范圍后，車體組件(l)經(jīng)過第二移動范圍，其中制動裝置(32， 746)的動作以下述方式改變車體組件的關閉動作，即在經(jīng)過第二移動范圍 后車體組件的剩余動能不超過預定的極限值。
21. 根據(jù)權利要求20所述的裝置，其特征在于制動裝置以這樣的方 式設計，即剩余的動能不足以自動關閉車體組件(l)或?qū)④圀w組件(l)轉(zhuǎn)移 到鎖(8)的前鎖銷或主鎖銷。
22. 根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于還包含驅(qū)動裝置(12; 14; 30; 70)，其在第二移動范圍后的第三移動范圍中，將關閉動作驅(qū)動到鎖(8) 的前鎖銷或主鎖銷。
23. 根據(jù)權利要求22所述的裝置，其特征在于還包含能量存儲裝置 (13; 76)，其以這樣的方式連接或可以連接到驅(qū)動裝置，即通過耗盡能量存 儲裝置的能量驅(qū)動驅(qū)動裝置(12; 14; 30; 70)。
24. 根據(jù)權利要求23所述的裝置，其特征在于能量存儲裝置以這樣 的方式與車體組件(l)的打開和/或關閉動作相聯(lián)，即車體組件(l)手動打開和/或關閉動作過程中，通過制動或阻尼打開和/或關閉動作為能量存儲裝 置(13;76)補充能量。
25. 根據(jù)權利要求23所述的裝置，其特征在于能量存儲裝置以這樣 的方式連接或可以連接到用于移動功能而非車體組件(l)關閉和域打開的 伺服電機(16)，即可以通過運行伺服電機(16)為能量存儲裝置補充能量。
26. 根據(jù)權利要求25所述的裝置，其特征在于能量存儲裝置(13; 76) 以這樣的方式連接或可以連接到車窗提升電機、鎖止驅(qū)動裝置、中央鎖止 電機或電扶手伺服電機，即可以通過運行伺服電機(16)為能量存儲裝置補 充能量。
27. 根據(jù)權利要求22至26中任一項所述的裝置，其特征在于驅(qū)動裝 置(70)由電機(12)驅(qū)動，從而在第三移動范圍內(nèi)將車體組件驅(qū)動到鎖(8)的 前鎖銷或主鎖銷。
28. 根據(jù)權利要求20至27中任一項所述的裝置，其特征在于制動裝 置(746)以這樣的方式連接到車體組件(l)的關閉動作，即制動裝置僅在達 到第二移動范圍時制動關閉動作，直到達到預定的剩余動能水平。
29. 根據(jù)權利要求28所述的裝置，其特征在于制動裝置(746)被設計 為其制動速率隨車體組件(l)的關閉速度的增加而增加，最好是以非線性的 方式增加。
30. 根據(jù)權利要求20至27中任一項所述的裝置，其特征在于還包含 離合器(32)，以便僅在達到第二移動范圍時連接制動裝置，直到達到預定 的剩余動能水平。
31. 根據(jù)權利要求30所述的裝置，其特征在于離合器(32)被設計為連 接制動裝置和/或驅(qū)動電動機(12)，用于驅(qū)動車體組件(l)的關閉動作所需在 第三移動范圍內(nèi)的關閉動作。
32. 根據(jù)權利要求30所述的裝置，其特征在于離合器(32)還被設計作 為制動裝置，用于制動車體組件(l)的移動。
33. 根據(jù)權利要求30至32中任一項所述的裝置，其特征在于還包含 電子控制單元(7),其被設計為根據(jù)需要將離合器(32)和/或驅(qū)動裝置(12)選 擇性地連接到車體組件(l)的移動動作。
34. 根據(jù)權利要求33所述的裝置，其特征在于以這樣的方式設計電 子控制單元(7)， g卩，使離合器(32)可以隨著關閉動作的確定速度和/或加速 度的函數(shù)和/或車體組件(l)經(jīng)過的確定關閉路徑的函數(shù)連接。
35. 根據(jù)權利要求34所述的裝置，其特征在于電子控制單元(7)被進 一步地以這樣的方式設計，S卩，使離合器(32)隨著車體組件(l)的樣式或 制造商、車輛位置、車輛使用者的身分證明和/或邏輯單元，特別是模糊邏 輯單元或神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出信號的函數(shù)連接。
36. 根據(jù)權利要求34或權利要求35所述的裝置，其特征在于電子控 制單元(7)被進一步地以這樣的方式設計，g卩，使移動范圍之間的界限，隨 著關閉動作的確定速度和/或加速度的函數(shù)和/或車體組件行經(jīng)的確定關閉 路徑的函數(shù)變化。
37. 根據(jù)權利要求36所述的裝置，其特征在于電子控制單元(7)被進 一步地以這樣的方式設計，g卩，使移動范圍之間的界限隨著車體組件(l) 的樣式或制造商、車輛位置、車輛使用者的身分證明和/或邏輯單元，特別 是模糊邏輯單元或神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出信號的函數(shù)而變化。
38. 根據(jù)權利要求22所述的裝置，其特征在于驅(qū)動裝置被設計為將 車體組件(l)調(diào)整到以可靠的方式確保防夾功能的位置，動力關門裝置(9) 還與車體組件(1)的鎖(8)連接，以便鎖止離開前鎖銷的鎖。
39. 根據(jù)權利要求38所述的裝置，其特征在于動力關門裝置可以連 接或連接到驅(qū)動裝置(30; 70)。
40. 根據(jù)權利要求38或權利要求39所述的裝置，其特征在于還包含 機械距離感應器(3)或電或電子距離傳感器(3)，以便在第三移動范圍結束 時自動觸發(fā)鎖(8)的鎖止。
41. 根據(jù)權利要求33至37中任一項所述的裝置，其特征在于還包含傳感器，以便一旦車體組件(l)打開時，監(jiān)測車體組件的外表面與障礙的 碰撞，在探測到碰撞狀態(tài)時電子控制單元(7)通過制動裝置(15; 32)或車門 停止裝置(730)觸發(fā)車體組件的停止。
42. 根據(jù)權利要求20至41中任一項所述的裝置，其特征在于汽車的 車體組件從包括鉸接門、滑動門、鉸接/滑動門、引擎蓋、鉸鏈蓋、滑動車 頂?shù)娜航M中選出。
全文摘要
為了減小手動關閉例如車門的車體組件時的產(chǎn)生的壓力，提出一種控制關閉動作的方法，其中離開打開位置的關閉動作中，車體組件經(jīng)過第一移動范圍，其中車體組件朝向關閉位置移動而控制部件沒有任何動作，以及，第一移動范圍后，車體組件經(jīng)過第二移動范圍，其中控制部件的動作以這樣的方式改變車體組件的關閉動作，即無論初始速度如何，在經(jīng)過第二移動范圍后車體組件的剩余動能不超過預定的極限值。剩余的動能不足以自動關閉車體組件。因而車體組件在第二移動范圍后的第三移動范圍內(nèi)被自動移動直到到達門鎖(8)的前鎖銷或主鎖銷。本發(fā)明還涉及相應的控制裝置。
文檔編號E05F5/02GK101379262SQ200680053141
公開日2009年3月4日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權日2005年12月21日
發(fā)明者喬治·雪克, 伍爾夫·尼茲雪, 伍維·克利帕特, 卡爾-海茲·鮑爾, 史蒂芬·史塔羅斯特, 戴立伯·瑞迪耶克, 羅伯特·隆多夫 申請人:博澤(科堡)汽車零件有限公司