CN111386379B - 车辆门的动力驱动模块 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆动力门的动力驱动模块，包括壳体、布置在壳体中并构造成使驱动元件移动的驱动机构、以及布置在壳体中的制动组件。制动组件包括可操作地联接到驱动机构的制动环。制动带围绕制动环缠绕，并可在相对于制动环的正常接合位置和相对于制动环的脱离接合位置之间移动。制动释放致动器可操作地连接到制动带，并且被构造成响应于电信号而使制动带在相对于制动环的接合位置和脱离接合位置之间移动。

Description

车辆门的动力驱动模块

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请No.62/557,951的优先权，该申请提交于2017年9月13日，并且以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的自动门，并且更具体地涉及一种用于车辆乘客门的自动门。

背景技术

动力门正越来越多地设置在车辆上，例如设置到运动型多用途车的货物区的后举升门或在小型货车的一侧或两侧上的滑动门。动力驱动模块响应于来自电气开关的输入而使举升门或滑动门在打开位置和关闭位置之间移动。

通常，乘客门通过推动或拉动门来手动打开或关闭，而没有动力驱动模块的益处。乘客门通常使用门限位器保持打开和关闭。乘客按下按钮或接合把手，该把手将门从车辆框架上解闩。门限位器在框架和门之间互连。门限位器通常包括限定分立门打开位置的止动器，其保持门打开。

动力驱动模块已应用于乘客门，但这些模块相当复杂。例如，马达用于通过离合器选择性地驱动齿轮，该离合器打开和关闭以联接和分离马达。

发明内容

在一个示例性实施例中，用于车辆动力门的动力驱动模块包括壳体、布置在壳体中并且构造成使驱动元件移动的驱动机构、以及布置在壳体中的制动组件。制动组件包括可操作地联接到驱动机构的制动环。制动带围绕制动环缠绕，并且能够在相对于制动环的正常接合位置和相对于制动环的脱离接合位置之间移动。制动释放致动器可操作地连接到制动带，并且被构造成使制动带响应于电信号而在相对于制动环的接合位置和脱离接合位置之间移动。

在上述实施例的进一步实施例中，制动组件被构造成在不向制动组件供电的情况下保持在接合位置或脱离接合位置。

在上述任何实施例的进一步实施例中，制动带包括第一端和第二端。第一端固定到壳体。第二端固定到滑块，该滑块可滑动地接纳在壳体中。赋能弹簧布置在壳体和滑块之间，以将制动环偏置到接合位置。

在上述任何实施例的进一步实施例中，制动释放致动器包括具有凸轮轮廓的凸轮，该凸轮轮廓被构造成接合滑块的面。凸轮被构造成响应于电信号围绕枢轴旋转并且凸轮轮廓沿着该面滑动。

在上述任何实施例的进一步实施例中，凸轮包括齿。制动释放致动器包括联接到马达的蜗杆轴。蜗杆轴接合齿，并且马达被构造成响应于电信号而围绕枢轴驱动凸轮。

在上述任何实施例的进一步实施例中，制动释放致动器包括安装到壳体的凸轮止挡件。在制动带处于接合位置的情况下，凸轮接合凸轮止挡件。

在上述任何实施例的进一步实施例中，驱动机构包括驱动齿轮，并且制动环可操作地附连到驱动齿轮。

在上述任何实施例的进一步实施例中，驱动机构包括联接到马达的蜗杆轴。蜗杆轴接合驱动齿轮，并且齿轮箱可操作地连接在驱动齿轮和输出轴之间。

在上述任何实施例的进一步实施例中，动力驱动模块包括安装到输出轴的曲柄臂，并且曲柄臂连接到构造成连接到车辆的连杆。

在一个示例性实施例中，一种用动力驱动模块操作车辆门的方法包括将制动组件接合到接合位置，以将门保持在打开位置或部分打开位置。该方法还包括使制动组件脱离接合以到达脱离接合位置，从而使门移动。在保持接合位置和脱离接合位置时，均切断制动组件的动力。

在上述实施例的进一步实施例中，接合步骤和脱离接合步骤包括使可操作地连接到制动带的凸轮旋转，以选择性地使制动带接合驱动机构和从驱动机构脱离接合。

在上述任何实施例的进一步实施例中，旋转步骤包括利用蜗杆轴使凸轮旋转。

在上述任何实施例的进一步实施例中，旋转步骤包括利用马达可操作地驱动蜗杆轴。在马达断电的情况下，制动带保持在脱离接合位置。

在上述任何实施例的进一步实施例中，该方法包括使制动带弹簧偏置到接合位置的步骤，该接合位置保持驱动机构以防止旋转。

在上述任何实施例的进一步实施例中，旋转步骤包括使凸轮表面跨固定到制动带的一端的滑块的面滑动，凸轮抵抗弹簧偏置步骤。

在上述任何实施例的进一步实施例中，该方法包括使车辆门移动的步骤。车辆门移动步骤包括使制动带从驱动机构脱离接合。车辆门移动步骤还包括在制动带脱离的情况下利用驱动机构使输出轴旋转。

在上述任何实施例的进一步实施例中，该方法包括将车辆门保持在至少部分打开位置的步骤，其中车辆门保持步骤包括使凸轮旋转到凸轮止挡件。制动带被弹簧偏置到接合位置，该接合位置保持驱动机构以防止旋转。

在上述任何实施例的进一步实施例中，该方法包括限制车辆门的步骤。车辆门限制步骤包括利用驱动机构使门沿第一方向和第二方向之一移动。制动带与驱动机构接合，以将门保持在期望的位置。制动带从驱动机构被释放，并利用驱动机构使门沿第一方向和第二方向中的任一方向移动。

在一个示例性实施例中，车辆动力门打开装置的动力驱动模块包括壳体，该壳体被构造成安装到车身和门之一。驱动机构布置在壳体中。驱动机构包括可操作地联接到具有输出轴的齿轮箱的第一马达。连杆组件连接到输出轴，该输出轴被构造成连接到车身和门中的另一个。制动组件布置在壳体中。制动组件包括可操作地联接到驱动机构的制动环。制动带围绕制动环缠绕，并能够在相对于制动环的正常接合位置和相对于制动环的脱离接合位置之间移动。制动释放致动器可操作地连接到制动带，并被构造成使制动带在相对于制动环的接合位置和脱离接合位置之间移动。第二马达可操作地联接到制动带。

在上述实施例的进一步实施例中，制动组件被构造成在不向第二马达供电的情况下均能够保持在接合位置或脱离接合位置中。

在上述任何实施例的进一步实施例中，制动带包括第一端和第二端。第一端固定到壳体。第二端固定到滑块，该滑块可滑动地接纳在壳体中。赋能弹簧布置在壳体和滑块之间，以将制动环偏置到接合位置。

在上述任何实施例的进一步实施例中，制动释放致动器包括具有凸轮轮廓的凸轮，该凸轮轮廓被构造成接合滑块的面。凸轮被构造成围绕枢轴旋转，并且凸轮轮廓被构造成沿着该面滑动。凸轮包括齿。制动释放致动器包括联接到第二马达的蜗杆轴。蜗杆轴接合齿。第二马达被构造成围绕枢轴驱动凸轮。

在上述任何实施例的进一步实施例中，驱动机构包括驱动齿轮。制动环可操作地附连到驱动机构。驱动机构包括联接到第二马达的蜗杆轴。蜗杆轴接合驱动齿轮。齿轮箱的一部分可操作地连接在驱动齿轮和输出轴之间。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，可以进一步理解本公开，其中：

图1是门系统的示意图。

图2A是车辆门的示意图。

图2B是图2A所示车辆门的一部分的放大图。

图3A是用于自动打开、关闭和保持车辆门的动力驱动模块的齿轮箱和制动组件的示意图。

图3B是类似于图3A所示的动力驱动模块的示意图，但带有皮带驱动器。

图4是示例动力驱动模块的透视图。

图5是图4所示动力驱动模块的局部分解透视图。

图6是穿过图5所示动力驱动模块的一部分的局部剖视图。

图7是制动组件的示意图。

图8是穿过齿轮箱和制动组件的一部分的透视局部剖视图。

图9示出了处于接合制动位置的动力驱动模块和制动组件的一部分。

图10示出了图9所示的制动组件，但是处于脱离制动位置。

前面的段落的实施例、示例和替代方案、权利要求或下面的描述和附图，包括它们的各个方面或相应的单独特征中的任何一个，可以独立地或以任何组合的方式来采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。

具体实施方式

图1中示意性地示出了用于自动打开、关闭和/或保持车辆门24的门系统10。系统10包括动力驱动模块12，动力驱动模块12具有马达14、带有滑动离合器18的行星齿轮箱16，滑动离合器18包括驱动机构。响应于电动马达14通过齿轮箱16和滑动离合器18使连杆组件20的一部分旋转，动力驱动模块12经由提供驱动元件的连杆组件20打开门24。

制动组件22与动力驱动模块12的一部分(例如齿轮箱16)协作，以阻止动力驱动模块12的任何旋转移动，这有效地将车辆门24保持在打开位置或部分打开位置。控制器26与马达14和制动组件22通信，以在门24的手动和/或自动移动期间协调操作。

参考图2A和2B，常规的机动车辆通常包括多个门24(示出了一个)，用于进出车辆乘客舱和/或货物区。在该示例中，门24是乘客门。门24通过铰链34可枢转地安装到车辆框架32，例如A柱或B柱，门能够围绕该车辆框架32在打开位置和关闭位置之间移动。门24具有腔体，该腔体通常包括防撞梁、窗户调节器和其他装置(未示出)。动力驱动模块12布置在腔体内，但是如果需要，动力驱动模块12也可以布置在车辆框架32内。将动力驱动模块12安装在铰链34附近将对门惯性的影响最小化。

动力驱动模块12是门系统10的一部分，门系统10允许门24的自动打开和关闭，而不需要用户像典型的那样手动推拉乘客门。然而，系统10可以用作常规的门，不考虑门限位器和自动打开和关闭构件。系统10还可以充当门固定器或门限位器，而不需要具有分立止动器的典型门限位器。

参考图2B，动力驱动模块12通过连杆组件20经由支架36连接到车辆框架32。连杆组件20将由动力驱动模块12提供的打开和关闭力传递给车辆框架，并且在需要时还保持门24打开。

控制器26或电子控制单元(ECU)接收来自各种部件的输入，并响应用户请求向动力驱动模块12发送命令信号以打开和关闭门24。在国际专利申请WO2016/164,023中公开了一种用于控制门运动的示例性方法，该专利申请以引用的方式全文并入本文。电源(未示出)连接到控制器26，控制器26选择性地以命令或电信号的形式向动力驱动模块12提供电力。闩锁28与控制器26通信。由门24(图2A)承载的闩锁28选择性地联接到锁扣30和从锁扣30分离，锁扣30安装到车辆框架32。在该示例中，闩锁28是动力拉入闩锁。开关(未示出)向系统10提供第一输入，该第一输入指示自动打开或关闭门24的用户请求。

参考图3A、图6和图8，动力驱动模块12包括布置在壳体42内的多级齿轮箱16。齿轮箱16的第一级44包括蜗杆驱动器46，该蜗杆驱动器46包括联接到蜗轮50的蜗杆轴48。蜗杆轴48由马达14可旋转地驱动，马达14对应于动力驱动模块12内的第一马达。

蜗轮50连接到可围绕轴线A旋转的输入轴54。输入轴54可旋转地驱动具有第二级和第三级的复合行星齿轮系52。第二级具有安装到输入轴54的太阳齿轮56。太阳齿轮56与中间齿轮组58的第一行星齿轮组64匹配。中间齿轮组58安装在托架62内，当托架62围绕轴线A旋转时，每个中间齿轮围绕轴线B旋转。第一行星齿轮组64与固定到壳体42的第一环形齿轮60啮合，防止第一环形齿轮60旋转。

中间齿轮组58的第二行星齿轮组66附连到第一行星齿轮组64并与其一起旋转。第三级由与第二环形齿轮68啮合的第二行星齿轮组66提供。曲柄臂40固定到输出轴72，输出轴72经由连杆38向门24施加打开或关闭力。输出轴72由布置在第二环形齿轮68内的输出轮毂70承载。

在该示例中，制动环74从蜗轮50延伸。制动带76围绕制动环74布置，并且响应于制动释放致动器78能够选择性地与制动环74接合。制动环74设置在齿轮箱16的第一级上，因此与在扭矩较大的第二级和第三级上使用相比，需要较少的制动力来阻止门24通过齿轮箱16的运动。

参考图4和图5，壳体42由多个部件构成，例如安装板42a和第一盖42b和第二盖42c。除了横向于轴线A布置的蜗杆轴48之外，齿轮箱16的部件彼此同轴，轴线B围绕轴线A旋转。

制动组件22在图7中示意性地示出。制动带76具有第一端80和第二端82。第一端80附连到壳体42，第二端82附连到滑块84。滑块84可滑动地布置在壳体42中的对应形状的凹穴内。赋能弹簧86布置在滑块84的一端和壳体42的表面之间，以使制动带76正常偏置为与制动环74的外径接合。在制动带76的第二端82上提供了足够的张力，以防止制动带76的不期望的旋转和继而齿轮箱16的不期望的旋转，这防止了连杆组件20的移动，并最终防止了门24的移动。

当制动组件22接合并且在电气系统故障期间断电时，滑动离合器18允许蜗轮50和输入轴54之间的滑移。在这种情况下，当操作者想要打开或关闭门24时，行星齿轮箱16被反向驱动，并且输入轴54相对于制动的蜗轮50滑移。

制动释放致动器78选择性地与滑块84协作以克服赋能弹簧86并将制动带76从接合位置移动到脱离接合位置，脱离接合位置允许制动环74相对于制动带76自由旋转。

相对于其他公开的实施例，在图3B中使用相同的数字来表示相同的元件。图3B示出了包括皮带驱动器114的动力驱动模块112。马达14可旋转地驱动蜗杆轴48，蜗杆轴48联接到蜗轮50。蜗轮50安装到连接到第一滑轮118a的第一输入轴部分54a。皮带116围绕第一滑轮118a和第二滑轮118b缠绕，第二滑轮安装到第二输入轴部分54b。代替采用如图3A所示的复合行星齿轮，单级行星齿轮152将旋转驱动从第二输入轴部分54b传递到输出轴72。

接合位置和脱离接合位置分别在图9和图10中示出。参考图9，制动释放致动器78包括由第二电动马达提供的制动马达88，该第二电动马达可旋转地驱动蜗杆轴90。凸轮92被支撑以围绕安装到壳体42的枢轴96旋转。凸轮92包括由蜗杆轴90接合的齿94。凸轮92显示为完全缩回，并与安装到壳体42的凸轮止挡件98抵接。凸轮92包括凸轮轮廓100，其被构造成可滑动地接合与赋能弹簧86相对布置的滑块84的面102。一旦处于接合位置，制动释放致动器78就不需要电力来将制动组件22保持在接合位置(即，可以切断到制动马达88的电力)。

响应于电信号，制动马达88经由蜗杆轴90可旋转地驱动凸轮92围绕枢轴96从图9所示的缩回位置到图10所示的位置。在图10所示的释放或脱离接合位置，凸轮轮廓100使滑块84逐渐移动以压缩赋能弹簧86，这使制动带76充分放松，以允许制动环74借助马达14和齿轮箱16旋转。一旦处于脱离接合位置，制动释放致动器78就不需要电力来将制动器组件22保持在脱离接合位置(即，可以切断到制动马达88的电力)。

所公开的动力驱动模块在车辆在平坦地面或公共道路上常见的坡度上时自动移动打开和关闭门。动力驱动模块还能够在平地或坡度上在最多某种风力条件下将门保持在由系统控制程序指示的任何打开位置，并且如果用户需要，可以将门长时间保持在半开位置。制动组件22可以在不需要向制动释放致动器78供电的情况下保持在接合位置和脱离接合位置。总的来说，动力驱动模块12消耗非常少的动力，这有助于车辆的整体燃料效率。此外，当系统不能被供电时，例如在车辆事故后可能存在的情况下，动力驱动模块最低限度地抵抗通过滑动离合器18的手动操作和/或紧急操作。

还应当理解，尽管在所示实施例中公开了特定的部件布置，但是其他布置将从中受益。尽管示出、描述并要求保护了特定的步骤顺序，但是应当理解，除非另有说明，这些步骤可以以任何顺序执行、分开或组合，并且仍将受益于本发明。

尽管不同的示例具有图示中所示的具体部件，但是本发明的实施例不限于这些特定组合。可以将一个示例中的一些部件或特征与另一个示例中的特征或部件结合使用。

尽管已经公开了一个示例性实施例，但是本领域普通技术人员将认识到某些修改将落入权利要求的范围内。因此，应研究以下权利要求，以确定其真实范围和内容。

Claims (21)

1.一种用于车辆动力门打开装置的动力驱动模块，所述动力驱动模块包括：

壳体，所述壳体被构造成安装到车身和门之一；

驱动机构，所述驱动机构布置在所述壳体中，其中，所述驱动机构包括第一马达，所述第一马达可操作地联接到所述驱动机构的具有输出轴的齿轮箱，并且所述驱动机构被构造成使呈连杆组件的形式的驱动元件移动，所述连杆组件连接到所述输出轴，其中，所述连杆组件被构造成连接到所述车身和所述门中的另一个；和

制动组件，所述制动组件布置在所述壳体中，所述制动组件包括：制动环，所述制动环可操作地联接到所述驱动机构；制动带，所述制动带围绕所述制动环缠绕，并且能够在相对于所述制动环的正常接合位置和相对于所述制动环的脱离接合位置之间移动；和制动释放致动器，所述制动释放致动器可操作地连接到所述制动带，并且被构造成使所述制动带响应于电信号而在相对于所述制动环的所述接合位置和所述脱离接合位置之间移动，其中，所述制动组件阻止所述驱动机构在所述接合位置中旋转运动，并且所述制动组件被构造成在不供电的情况下均能够保持在所述接合位置和所述脱离接合位置中。

2.根据权利要求1所述的动力驱动模块，其中，所述制动带包括第一端和第二端，所述第一端固定到所述壳体，所述第二端固定到滑块，所述滑块可滑动地接纳在所述壳体中，并且在所述壳体和所述滑块之间布置有赋能弹簧，以将所述制动环偏置到所述接合位置。

3.根据权利要求2所述的动力驱动模块，其中，所述制动释放致动器包括具有凸轮轮廓的凸轮，所述凸轮轮廓被构造成接合所述滑块的面，并且所述凸轮被构造成响应于所述电信号围绕枢轴旋转并且所述凸轮轮廓沿着所述面滑动。

4.根据权利要求3所述的动力驱动模块，其中，所述凸轮包括齿，并且所述制动释放致动器包括联接到呈第二马达形式的制动马达的蜗杆轴，所述蜗杆轴接合所述齿，并且所述制动马达被构造成响应于所述电信号而围绕所述枢轴驱动所述凸轮。

5.根据权利要求3所述的动力驱动模块，其中，所述制动释放致动器包括安装到所述壳体的凸轮止挡件，并且所述凸轮在所述制动带处于所述接合位置的情况下接合所述凸轮止挡件。

6.根据权利要求1所述的动力驱动模块，其中，所述驱动机构包括驱动齿轮,并且所述制动环可操作地附连到所述驱动齿轮。

7.根据权利要求6所述的动力驱动模块，其中，所述驱动机构包括联接到马达的蜗杆轴，所述蜗杆轴接合所述驱动齿轮，并且齿轮箱可操作地连接在所述驱动齿轮和输出轴之间。

8.根据权利要求7所述的动力驱动模块，包括曲柄臂，所述曲柄臂安装到所述输出轴并连接到连杆，所述连杆被构造成连接到车辆。

9.一种用于车辆动力门打开装置的动力驱动模块，所述动力驱动模块包括：

壳体，所述壳体被构造成安装到车身和门之一；

驱动机构，所述驱动机构布置在所述壳体中，其中，所述驱动机构包括第一马达，所述第一马达可操作地联接到具有输出轴的齿轮箱；

连杆组件，所述连杆组件连接到所述输出轴，所述输出轴被构造成连接到所述车身和所述门中的另一个；和

制动组件，所述制动组件布置在所述壳体中，所述制动组件包括：制动环，所述制动环可操作地联接到所述驱动机构；制动带，所述制动带围绕在所述制动环缠绕，并且能够在相对于所述制动环的正常接合位置和相对于所述制动环的脱离接合位置之间移动；制动释放致动器，所述制动释放致动器可操作地连接到所述制动带，并且被构造成使所述制动带在相对于所述制动环的所述接合位置和所述脱离接合位置之间移动；和第二马达，所述第二马达可操作地联接到所述制动带，其中，所述制动组件被构造成在不向所述第二马达供电的情况下均能够保持在所述接合位置和所述脱离接合位置中。

10.根据权利要求9所述的动力驱动模块，其中，所述制动带包括第一端和第二端，所述第一端固定到所述壳体，所述第二端固定到滑块，所述滑块可滑动地接纳在所述壳体中，并且在所述壳体和所述滑块之间布置有赋能弹簧，以使所述制动环偏置到所述接合位置。

11.根据权利要求10所述的动力驱动模块，其中，所述制动释放致动器包括具有凸轮轮廓的凸轮，所述凸轮轮廓被构造成接合所述滑块的面，所述凸轮被构造成围绕枢轴旋转，并且所述凸轮轮廓被构造成沿着所述面滑动，所述凸轮包括齿，并且所述制动释放致动器包括联接到所述第二马达的蜗杆轴，所述蜗杆轴接合所述齿，并且所述第二马达被构造成围绕所述枢轴驱动所述凸轮。

12.根据权利要求9所述的动力驱动模块，其中，所述驱动机构包括驱动齿轮，所述制动环可操作地附连到所述驱动齿轮，所述驱动机构包括联接到所述第二马达的蜗杆轴，所述蜗杆轴接合所述驱动齿轮，并且所述齿轮箱的一部分可操作地连接在所述驱动齿轮和所述输出轴之间。

13.一种用根据权利要求1-12中的任一项所述的动力驱动模块操作车辆门的方法，所述方法包括：

使制动组件接合到接合位置，以将门保持在打开位置或部分打开位置；

使所述制动组件脱离接合以到达脱离接合位置，从而使所述门移动；和

其中，在保持所述接合位置和所述脱离接合位置时，均切断所述制动组件的动力。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，接合步骤和脱离接合步骤包括使可操作地连接到制动带的凸轮旋转，以选择性地使所述制动带接合驱动机构和从所述驱动机构脱离接合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，旋转步骤包括利用蜗杆轴使所述凸轮旋转。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，旋转步骤包括利用呈第二马达形式的制动马达可操作地驱动蜗杆轴，并且在制动马达断电的情况下，所述制动带保持在脱离接合位置。

17.根据权利要求14所述的方法，包括使所述制动带弹簧偏置到接合位置的步骤，所述接合位置保持所述驱动机构以防止旋转。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述旋转步骤包括使凸轮表面跨固定到所述制动带的一端的滑块的面滑动，所述凸轮抵抗弹簧偏置步骤。

19.根据权利要求14所述的方法，包括使车辆门移动的步骤，其中，使车辆门移动的步骤包括：

使所述制动带从所述驱动机构脱离接合；和

在所述制动带脱离接合的情况下利用所述驱动机构使输出轴旋转。

20.根据权利要求14所述的方法，包括将车辆门保持在至少部分打开位置的步骤，其中，将车辆门保持在至少部分打开位置的步骤包括：

使所述凸轮旋转到凸轮止挡件；和

使所述制动带弹簧偏置到接合位置，所述接合位置保持所述驱动机构以防止旋转。

21.根据权利要求14所述的方法，包括限制车辆门的步骤，其中，限制车辆门的步骤包括：

利用驱动机构使所述门沿第一方向和第二方向之一移动；

使所述制动带与所述驱动机构接合，以将所述门保持在期望的位置；

使所述制动带从所述驱动机构释放；和

利用所述驱动机构使所述门沿所述第一方向和所述第二方向中的任一方向移动。

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