车辆开闭构件的电动驱动器控制的制作方法
【专利说明】车辆开闭构件的电动驱动器控制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年4月2日提交的第61/974，104号美国临时申请和于2015年2月26日提交的第14/631，934号美国申请的权益，这些临时申请的公开内容通过在此引用而以其整体被包含于此。
技术领域
[0003]本公开涉及一种用于电动驱动的车辆开闭构件的控制系统，该控制系统至少部分基于运转用于操作车辆开闭构件的马达所需的电流水平而控制开闭件的竖直运动。
【背景技术】
[0004]车辆设置有开闭构件(例如，升降式车门、后尾门、行李箱盖等)，该开闭构件通过升降而打开以提供进入车辆内部的入口。电动驱动器用于在按下仪表板上的、钥匙扣上的按钮时使这样的开闭构件运动，或通过在传感器的前方运动而使这样的开闭构件运动。电动驱动器通常包括电动马达和齿轮组，电动马达和齿轮组具有足够的扭矩以使开闭构件升高和降低。可选地，电动驱动器可以是液压缸或气压缸，液压缸或气压缸具有马达驱动的流体泵。
[0005]扭杆、空气弹簧气缸、张紧弹簧、平衡撑杆、或其他升降辅助机构用于减小电动驱动器(用于使开闭构件升高和降低)上的负荷。通常在开闭构件打开之后关闭电动驱动器以保持电池电力，同时升降辅助机构保持开闭件打开。出于各种原因，升降辅助机构可能损坏、断开连接、或另外而变得不起作用。
[0006]电动驱动器可具有足够的动力，以便即使升降辅助机构失去作用或损坏，电动驱动器仍能升降开闭构件。在一些情况下，如果开闭构件被手动地打开、如果升降辅助机构损坏或变得不起作用，则电动驱动器可能不能将开闭构件保持在升高位置。当开闭构件完全打开时，电动驱动器通常停止。在马达停止之后，开闭构件的重量可导致开闭构件在重力作用下以不受控制的方式关闭。
[0007]如以下所概述的，本公开旨在解决以上问题和其他问题。
【发明内容】
[0008]电动操作的、可竖直运动的开闭构件被升高以打开或降低以关闭，该开闭构件包括升降门、后尾门、行李箱盖、发动机罩或车厢盖。即使一个或更多个扭杆、空气弹簧气缸、平衡撑杆、或其他升降辅助机构损坏或不起作用，电动驱动器的马达仍可具有足够的扭矩来升高开闭构件。在这种情况下，优选的是，防止电动驱动器打开开闭构件或防止使电动驱动器倒退。可选的，用于电动驱动器的控制系统可允许开闭构件通过启用的安全系统而被手动地操作，以防止开闭构件的快速关闭。还可存储诊断代码以指示系统部件需要维修或更换。
[0009]当电流消耗状况指示防止电动驱动器系统打开以避免开闭构件由于出故障的部件不能支持开闭构件的打开而意外地关闭的情况时，可防止升降系统打开。出故障的系统的电流消耗状况被监测为消耗的电流水平和开闭构件位置的函数。
[0010]用于电动驱动器的控制系统被提供有与电动驱动器的马达消耗的电流水平有关的信号。响应于消耗的电流水平的信号，控制系统可被编程以防止电动驱动器的操作。损坏的扭杆导致打开开闭构件所需的力增加。可选地，电动驱动器的问题还可导致打开开闭构件所需的力增加。在任一事件下，电动驱动器的马达需要额外的电流来操作。一些电动操作的开闭构件可被设计为即使通过控制器防止操作电动驱动器，这些开闭构件仍能手动地升高和降低。公开了防止手动地打开的开闭构件快速关闭的安全系统。在任一情况下，设置“故障保护”条件，该条件消除了对于自身可能另外置于下落的开闭构件下方的操作者的危险。
[0011]可选地，当辅助升降部件损坏或只有部分功能有效时，可允许开闭构件完全打开，且制动器或卡止机构可被接合，以防止开闭构件快速关闭。升降辅助部件可包括平衡撑杆、空气或气压撑杆、或扭杆。电动驱动器的马达可设置有编码器，该编码器检测开闭构件的位置和开闭构件所在位置的改变。如果编码器检测到开闭构件快速关闭，则安全系统(例如，锁扣、离合器、或制动机构)可被启动或接合。
[0012]根据本公开的一方面，公开了一种用于控制用于车辆的、可竖直运动的开闭板的操作的系统。所述系统包括:电动驱动器，具有用于打开和关闭开闭板的马达。升降辅助构件与电动驱动器协作，并由控制电动驱动器的操作的控制器操作。控制器的电路监测马达的电流消耗，当打开开闭板所需的电流超过预定水平或数时，该电路提供用于防止电动驱动器的操作的信号，以防止电动驱动器的操作。
[0013]根据本公开的另一方面，公开了一种用于控制用于车辆的、可竖直运动的开闭板的操作的方法。所述方法包括:启动使开闭板运动的电动驱动器的马达，同时测量马达消耗的电流水平。将所述电流水平与预定水平或电流数进行比较，所述预定水平或电流数基于由编码器指示的开闭构件的位置。如果所述水平超过所述预定水平或偏离所述电流数，则可停用电动驱动器，从而提供在安全模式下出故障的、不打开的开闭件，以有益于开闭件的操作者。
[0014]所述方法还可包括:升降辅助机构抵抗开闭板的重量，其中，当升降辅助机构的功能损坏时，马达消耗的电流水平增加。根据本方法，当电动驱动器的功能损坏时，马达消耗的电流水平增加。例如，当齿轮箱卡住时，需要高扭矩来运转。
[0015]本公开的以上方面和其他方面将在下面参照附图更加详细地描述。
【附图说明】
[0016]图1是设置有电动升降门的车辆的后部的局部透视图，电动升降门的气压或机械弹簧撑杆已经升高或位于打开位置；
[0017]图2是车辆的局部透视图，示出了可选的电动驱动器将具有一组扭杆的升降门保持在升尚位置；
[0018]图3是电动操作的行李箱盖的局部透视图，行李箱盖的电动驱动器附着在车辆和行李箱盖的铰链之间，其气压或机械弹簧撑杆位于升高或打开位置；
[0019]图4是用于电动驱动器的控制器的局部透视图；
[0020]图5是示出电动驱动器系统的控制器实施的步骤的流程图，示出了实施在本申请中公开的构思的一种方法；
[0021]图6是示出系统的可选实施例的流程图，该系统允许通过防止开闭构件的快速关闭的锁扣或制动器来手动地操作开闭构件。
【具体实施方式】
[0022]参照附图公开示出的实施例。然而，应该理解的是，公开的实施例仅意在作为示例，其可以多种和替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限定，而仅作为教导本领域技术人员如何实施公开的构思的代表性基础。
[0023]参照图1，车辆10包括升降门12，升降门12在关闭位置与门框14接合，而且升降门12升高到打开位置(如图1所示)以提供进入车辆10内部的入口。电动驱动器16包括马达17，马达17被启动以使升降门12或开闭构件在打开位置和关闭位置之间运动。电动驱动器16在图1中被不出为与气压缸18协作而将升降门12保持在打开位置。气压缸18通常可被称为“升降辅助机构”。其他升降辅助机构可包括平衡撑杆、张紧弹簧、组合式气压/机械弹簧撑杆、或扭杆。
[0024]参照图2，示出了扭杆20连接在升降门12和门框14之间，以施加部分地抵抗升降门12的重量的升降力。扭杆通过扭杆支架22连接到升降门12和门框14。
[0025]在图2中，示出的电动驱动器16和马达17与门框14和升降门12分离，以获得更好的可见性。随着升降门12的打开，示出电动驱动器16和扭杆20。扭杆20将升降力施加到升降门12，以便于与电动驱动器16协作而将开闭构件升高到其打开位置。架线连接器26通过线路28连接到电动驱动器16。用于马达17的控制信号和系统监测编码器的信号通过线路28提供给控制器，如将在下面更加全面地描述的。
[0026]电动驱动器16的枢转端30连接到销32或门框14上的其他类型的枢转连接器。电动驱动器16的杆端36或可伸展端通过枢转支架38或销连接到升降门12。
[0027]参照图3，行李箱盖40被示出为位于其在车辆10上的打开位置。行李箱盖40通过鹅颈式铰链42在其打开位置和关闭位置之间运动。在图3中，电动撑杆44通过位于电动撑杆44的外部的驱动器马达46操作。电动撑杆44在车辆附着端48通过枢转销50或枢转支架连接到车辆10。电动撑杆44的行李箱盖端52通过铰链连接器销54连接到行李箱盖40的铰链42。张紧弹簧是可用于与电动驱动器协作的升降辅助机构的一个示例。用于与电动驱动器协作的其他升降辅助机构可包括平衡撑杆、组合式气压/机械弹簧撑杆、或扭杆。驱动器马达46通过线路58经由电连接器56连接到控制器，如将在下面描述的。
[0028]参照图4，可用于可与图1-3中的任何实施例一起使用的控制器60在内部位置附着到车辆。控制器60可仅控制开闭构