用于机动车辆车门的电子闩锁释放备用系统的制作方法

本申请是申请日为2015年12月23日、发明名称为“用于机动车辆车门的电子闩锁释放备用系统”、申请号为201510977571.5的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及用于特别是设想使用“电子”锁芯的机动车辆车门的闩锁释放(或解锁)备用系统。

背景技术：

在本说明书和所附权利要求书中，除以下描述所明确地提及的机动车辆侧门以外，表述“车门”将用于通用地指代能够在分别打开和关闭进入机动车辆的内室的入口的打开位置与关闭位置之间移动的任何元件，因此，机动车辆的内室还包括行李箱、后舱盖、发动机罩或其他封闭室。

如所已知的，机动车辆中设置有例如用于控制侧车门(驾驶员车门和乘客车门，以及如果存在的后车门)的打开及关闭的闩锁。

车门闩锁通常包括棘轮和掣爪，棘轮能够相对于固定至门柱的撞销旋转以使车门锁定及解锁，掣爪选择性地接合棘轮以防止棘轮旋转。

在传统的解决方案中，掣爪经由与掣爪相关联的机械元件——例如释放杆——的手动致动来操作。而电动车门闩锁可以包括电马达，电马达电连接至车辆的主电源(例如连接至该车辆的12v电池)，以经由电动操作的致动器(例如包括释放杆)直接或间接地驱动掣爪，从而例如在接收到经由远程电子钥匙发出的用户命令之后释放或解锁闩锁。

图1中的附图标记1指代联接至机动车辆3的侧车门2的作为整体的电动闩锁组件1。

电动闩锁组件1通过电连接元件5电连接至机动车辆3的主电源4，电连接元件5例如为电缆，主电源4例如为提供12v的电池电压vbatt的主电池(主电源4同样可以包括在机动车辆3内的不同的电能来源，例如交流发电机)。

电动闩锁组件1包括能够操作成对侧车门2的致动进行控制的致动组6’，致动组6’在这种情况下包括电马达。

在可能的实施方式中，致动组6’包括棘轮6，棘轮6能够选择性地旋转成接合撞销7(以未被详细地示出的方式固定至机动车辆3的车身，例如固定至所谓的“a柱”或“b柱”)。当棘轮6旋转到相对于撞销7的锁定位置中时，侧车门2处于关闭操作状态。掣爪8选择性地接合棘轮7以防止棘轮旋转，从而在接合位置与非接合(或释放)位置之间移动。

在某些解决方案中，电动闩锁组件1还可以包括电子控制回路10，电子控制回路10例如包括微控制器或其他已知的计算单元，并且电子控制回路10可以方便地与电动闩锁组件1的致动组6’结合并设置在同一外壳或壳体11(示意性地示出)中，从而提供了紧凑且易于组装的单元。

电子控制回路10在这种情况下联接至电马达9并向电马达9提供驱动信号sd以便控制闩锁操作。电子控制回路10电联接至车辆主管理单元(也被已知为主ecu或“车身计算机”)12，车辆主管理单元12配置成经由用以交换信号、数据、命令和/或信息的数据总线14控制机动车辆3的一般操作。

电子控制回路10还联接至机动车辆3的主电源4以接收电池电压vbatt，并且电子控制回路10还可以包括嵌入并结合的备用能量源(此处未示出)，备用能量源构造成在来自机动车辆3的主电源4的主电力供应故障或中断的情况下向致动组6’和闩锁电马达9供应电能以及向该电子控制回路10供应电能。

已知安全法规要求即使在车辆的主电源故障或卸载的情况下、在主电源与闩锁中的电马达之间的电连接中断或断开的情况下、或者在该电马达故障的情况下也可以控制车门的打开及关闭。换言之，必须要设置闩锁释放备用系统。

已知的释放备用系统设想使用机械锁芯，该机械锁芯在图1中由15表示、容置在车门2中并且构造成接纳车辆的机械钥匙，该机械钥匙用于释放或解锁闩锁，例如用于经由机械连接元件16作用在闩锁的掣爪8上(以未在此处详细地讨论的已知方式)。该机构作为对电动车门闩锁机构的手动备用来操作。

锁芯15与车辆钥匙机械地配对，锁芯15具有适当的机械编码以与钥匙匹配并与钥匙相互作用(以未在此处详细地讨论的已知方式)。

然而，该机械机构的存在导致了较大的占据区域和重量以及额外的成本，并且还意味着例如就车门的风格设计、或者车门和把手在乘客侧与驾驶员侧之间或者在不同的车辆中的标准化而言对设计车门的限制。此外，机械锁芯15的存在可能会导致安全问题，这是因为机械锁芯15对于小偷而言并不难以利用并获得进入相关机构的入口从而进入车辆。因此，必须要设想适当的防盗装置，这又对系统的复杂性和总成本造成影响。

因此，需要一种用于机动车辆闩锁的改进的闩锁释放备用系统。

技术实现要素：

本发明的某些方面的目的在于提供设计成满足前述需求的这种改进的闩锁释放备用系统。

该目的可以通过本发明的闩锁释放备用系统来实现。

本发明提供一种用于机动车辆车门的闩锁组件的闩锁释放系统，该闩锁释放系统包括：车辆钥匙，车辆钥匙具有用于输出电源信号的电源模块和用于储存识别信息的储存器；锁芯，锁芯安装至机动车辆车门并且限定电接口插槽，电接口插槽构造成接纳车辆钥匙；以及电子控制单元，电子控制单元电连接至闩锁组件和电接口插槽，以响应于车辆钥匙插接到电接口插槽中而通过电接口插槽与车辆钥匙通信以从车辆钥匙的电源模块接收电源信号并且接收储存在车辆钥匙的储存器中的识别信息。电子控制单元能够操作成一旦从车辆钥匙接收到的识别信息得到认证，则使用来自车辆钥匙的电源信号的能量来使闩锁释放。

在一个实施方式中，电接口插槽包括电源插脚，电源插脚设计成接收电源信号。

在一个实施方式中，电接口插槽还包括接地参考插脚，接地参考插脚设计成联接至参考接地电压。

在一个实施方式中，除了电源信号之外，储存在车辆钥匙的储存器中的识别信息以也通过电源插脚传送的被编码的数据信号的形式传送通过电接口插槽。

在一个实施方式中，电接口插槽包括数据插脚，储存在车辆钥匙的储存器中的识别信息通过数据插脚以被编码的数据信号的形式传送通过电接口插槽。

在一个实施方式中，所述车辆钥匙包括输出接口模块，输出接口模块联接至储存器并且能够操作成通过电接口插头的数据插脚传送识别信息并将电源信号提供至锁芯。

在一个实施方式中，电子控制单元与车辆钥匙之间的通信是双向的。

在一个实施方式中，电接口插槽是usb标准电接口。

锁芯和车辆钥匙不具有任何匹配的机械编码。

本发明还提供一种用于机动车辆车门的车门闩锁系统，该车门闩锁系统包括：闩锁组件，闩锁组件具有闩锁机构，闩锁机构能够以闩锁模式操作以将机动车辆车门保持处于关闭状态，并且闩锁机构能够以非闩锁模式操作以将机动车辆车门释放而处于打开状态；闩锁释放机构，闩锁释放机构用于使闩锁机构从闩锁模式切换成非闩锁模式；闩锁释放系统，闩锁释放系统包括车辆钥匙，车辆钥匙具有电接口插头和用于储存识别信息的储存器。闩锁释放系统具有锁芯，锁芯安装至机动车辆车门并且具有电接口插槽，电接口插槽构造成接纳车辆钥匙的电接口插头。闩锁释放系统包括电子控制单元，电子控制单元电连接至闩锁组件和电接口插槽，以响应于车辆钥匙插接到电接口插槽中而通过电接口插槽从车辆钥匙接收识别信息，并且根据从车辆钥匙接收到的识别信息的认证而控制闩锁释放机构。

附图说明

将参照附图通过示例的方式对本发明的某些方面的优选且非限制性的实施方式进行描述，在附图中：

图1为机动车辆车门以及已知类型的相关闩锁组件的示意图；

图2a至图2c示出了具有根据本解决方案的方面的相关的闩锁释放备用系统的车门的示意图；

图3为闩锁释放备用系统中的闩锁组件的示意图；

图4为闩锁释放备用系统中的电子钥匙和控制单元的总体框图；

图5a、图5b示出了在两种不同的操作状态下闩锁释放备用系统中的联接机构可能的实施方式。

具体实施方式

图2a至图2c示意性地示出了此处由18表示的机动车辆车门，机动车辆车门18设置有包括锁芯21以及操作性地联接至锁芯21的闩锁组件22的闩锁释放(或解锁)备用系统20(应当强调的是，闩锁组件22的操作在文中将仅关于锁芯21和闩锁释放备用功能进行讨论；闩锁组件22的与例如参照图1所讨论的已知解决方案可能相同的其他方面和功能在文中不进行详细地讨论)。

根据本解决方案的方面，锁芯21是“电子的”(并且因此在下文被表示为“电子锁芯21”)，即，锁芯21不再具有任何机械编码或机械防盗特征。

电子锁芯21包括例如由塑料材料制成的筒形主体23，筒形主体23可旋转地安装至车门20并且限定了用于与车辆钥匙25电连接的电接口插槽(或插座)24，车辆钥匙25也是“电子的”且不再具有任何机械编码或机械防盗特征。

特别地，主体23限定了电接口以及与该电接口机械地配合的相关壳体。电接口插槽24设计成实现为任何适当的电接口，有利地实现如在图2b中示出的示例中的诸如usb(通用串行总线)接口(标准类型、迷你类型或微型类型)之类的标准电接口；然而，应当强调的是，可以设想其他类型的电接口，标准的电接口(例如，标准的低电压dc电源插头或插槽、ps/2接口或hdmi接口)或者特定用途的电接口。

此外，电接口插槽24可以具有标准的引出线或者特定的专用引出线。根据可能的实施方式，电接口插槽24包括电源插脚24a、接地参考插脚24b和数据插脚24c，电源插脚24a设计成接收电源信号vs，接地参考插脚24b设计成联接至参考电压gnd(例如接地参考)，数据插脚24c设计成接收数据信号sd。在另一可能的解决方案中，在电源还用于以与电力线类似的方式传递被编码的数据信号sd的情况下，也可以仅使用两个插脚。

车辆钥匙25设计成插接到电接口插槽24中并与电接口插槽24电接合，并且如图2c中所示，车辆钥匙25包括例如具有圆形或椭圆形截面的相应的主体25’，主体25’承载有设计成接合电接口插槽24的电接口插头27。电接口插头27实现为与电接口插槽24相同的标准电接口，在示例中为usb标准电接口。

此外，电接口插头27具有相应的引出线并且因此包括(在图2c中未被详细地示出)相应的电源插脚、接地参考插脚以及数据插脚；同样，在另一可能的实施方式中可以仅使用两个插脚。

如也将在图4中示意性地示出的，车辆钥匙25包括壳体，该壳体容置电源模块28以及容置联接至储存器29’的输出接口模块29，电源模块28例如为电池，储存器29’例如为非易失性储存器。

在可能的实施方式中，储存器29’储存钥匙识别和认证编码id(或者通常为与该编码相关联的以及/或者指示该编码的任何识别信息)，并且输出接口模块29能够操作成通过电接口插头27的数据插脚向电子锁芯21传输识别和认证编码id(或者与该编码相关联的任何信息)；传输可以由用户启动(例如按压壳体25’上的按钮)或者在车辆钥匙25插入到电子锁芯21中时自动地启动。

输出接口模块29还能够操作成向电子锁芯21提供电力供应，并且特别是提供电源信号vs和参考电压gnd。

电子锁芯21还包括(图2a和图2b)可动臂26，可动臂26一体地联接至主体23以与主体23一起围绕该筒形主体23的纵向轴线a旋转。

可动臂26在其端部26a处承载有例如呈博登线缆或杆的形式的连接元件28的第一端部，可动臂26的端部26a设定在距纵向轴线a一定距离处，并且连接元件28的第二端部机械地联接至位于闩锁组件22外部的致动器元件(如下文详细地讨论的)。

如也将在下文详细地讨论的，电子锁芯21的可动臂26与闩锁组件22内的锁定机构(例如，包括作用在掣爪上的释放杆)之间的机械连接能够选择性地且暂时性地接合，其中，锁定机构设计成允许闩锁的释放或解锁。

特别地，这种机械连接通常是在空转(free-wheel)(或者断开接合)的第一操作状态下，使得电子锁芯21和相关的可动臂26的旋转不会导致闩锁内的任何作用，特别是不会导致闩锁的释放或解锁。在可能的实施方式中，电子锁芯21的旋转可以是由插入到电子锁芯21中的具有合适的电接口的任何适当的元件的相应的旋转引起的围绕电子锁芯21的纵向轴线a的360°自由旋转。

一旦机械连接接合，处于第二操作状态下，则相反地，该可动臂26机械地联接至闩锁的释放装置或者解锁链(例如联接至闩锁组件内的释放杆)，使得电子锁芯21的旋转(由插入到该电子锁芯21内的车辆钥匙25的相应的旋转引起)导致了闩锁的解锁或释放，并且例如允许车门18的打开(例如，可动臂26的旋转被转换成闩锁组件内的释放杆的旋转)。

在所讨论的实施方式中，代替地，电子锁芯21的可动臂26与闩锁组件22的致动器之间的机械连接在第一操作状态和第二操作状态下都是存在的。

电子锁芯21还电连接至闩锁组件22以对从车辆钥匙25接收到的识别和认证编码id(或者与该编码相关联的以及/或者指示该编码的任何信息)进行通信以及还提供电力供应。携带以上电源信号vs、接地参考gnd和数据信号sd的电缆30将电子锁芯21连接至闩锁组件22(如先前所讨论的，在该电源信号vs用于传递编码或与该编码相关联的信息的情况下，电缆30可以仅提供电源信号vs而不提供数据信号sd)。

特别地，电子锁芯的可动臂26与闩锁的释放装置之间的以上机械连接的接合基于对从车辆钥匙25接收到的识别和认证编码id(或者与该编码相关联的任何信息)的处理。

更详细地，如图3中示意性地示出的，根据本解决方案的方面，闩锁组件22包括壳体31，壳体31在其外表面上承载有电连接器32，电连接器32构造成用于连接至电缆30以接收来自电子锁芯21的电源信号vs、接地参考gnd以及数据信号sd(或者在不同的实施方式中，仅接收电源信号vs和可能接收接地参考gnd)。

壳体31以未被详细地示出的方式一体地容置闩锁的致动组，并且特别是容置闩锁的棘轮、撞销和掣爪的组装件(如先前参照图1更详细地讨论的)；致动组被示意性地示出并且再次由附图标记6’表示。

闩锁组件22还包括控制单元33，控制单元33在该实施方式中容置在该壳体31内并且联接至电连接器32(在这种情况下，控制单元33还可以在闩锁组件22内具有其他功能)。

如图4中示意性地示出的，控制单元33可以包括输入接口34、处理模块35和输出接口36，输入接口34联接至电连接器32和电缆30，处理模块35联接至输入接口34，输出接口36联接至处理模块35并且配置成在其输出端产生并提供致动控制信号sc。

特别地，由从电子锁芯21接收到的电源信号vs为输入接口34、处理模块35和输出接口36供给电力。

控制单元33的处理模块35包括微处理器、微控制器或任何其他适当的处理模块以及非易失性储存器，非易失性储存器储存包括待由控制单元33执行的指令的固件。

处理模块35配置成例如通过将接收到的识别和认证编码id(或者与该编码相关联的以及/或者指示该编码的任何信息)与储存在相关联的储存器中的编码(或者与该编码相关的任何信息)进行比较来处理接收到的识别和认证编码id(或者与该编码相关联的以及/或者指示该编码的任何信息)，从而对引入到电子锁芯21内的车辆钥匙25进行识别和认证。特别地，应当强调的是，对于以上认证过程而言，可以使用例如车辆钥匙所惯常使用的技术的用于编码识别的任何已知技术；例如，用以例如经由控制单元33已知的功能或其他特征来评价编码的匹配性或与编码相关联的信息的对应性的任何处理技术。

在可能的实施方式中，车辆钥匙25与控制单元33之间的通信还可以是双向类型。

如图3中所示，闩锁组件22还包括致动器38，致动器38具有一体地联接至壳体31的主体39；特别地，另外如图5a和图5b中所示，主体39具有设置在壳体31外的第一部分39a以及设置在该壳体31内(并且因此不能从壳体31的外部触及到)的第二部分39b。

主体39可旋转地安装至壳体31以围绕纵向轴线b旋转。

致动器38的主体39的第一部分39a还承载有与第一部分39a成一体的外杆40，外杆40横向于纵向轴线b延伸并且具有设置在距纵向轴线b一定距离处的远端，该远端联接至连接元件28的第二端部。

相应地，电子锁芯21的旋转(例如沿逆时针方向)以及相关的可动臂26的旋转引起外杆40的相应的旋转(例如也为逆时针方向)，外杆40位于闩锁组件22的壳体31外部(在接合操作状态和断开接合操作状态下都存在这种机械联接)。

特别地，如先前所讨论的，外杆40的旋转通常是在空转或断开接合的状态下，在这种状态下，外杆40没有联接至闩锁的致动组6’并且不会引起闩锁组件22内的任何作用；一旦被接合，外杆40就替代地联接至致动组6’并且其旋转引起闩锁的解锁或释放(例如，外杆40的旋转在接合状态下直接地或间接地导致致动组6’内的掣爪8与棘轮7断开接合)。

更详细地且具体参照图5a和图5b，闩锁组件22还包括容置在壳体31(此处未示出)内的联接装置42，联接装置42能够特别是根据由控制单元33产生的致动控制信号sc的控制而操作成引起外杆40与闩锁机构的致动组6’之间的接合。

在图5a和图5b中示出的可能的实施方式中，联接装置42包括螺线管44，螺线管44接收致动控制信号sc并由该致动控制信号sc激励；磁体元件45联接至螺线管44并且由于所产生的磁场而沿着与纵向轴线b平行的方向移动。

与磁体元件45成一体的联接本体46在联接本体46的顶表面(就纵向轴线b而言)处承载有插脚元件47，联接本体46的顶表面面向致动器38的主体39的第二部分39b。此外，内杆46’一体地联接至联接本体46。

如图5a中所示，在第一(或者断开接合)操作状态下，当不存在磁场(没有致动控制信号sc)时，磁体元件45和联接本体46布置成距致动器38的主体39的第二部分39b一定距离。

代替地，在第二(或者接合)操作状态下，当致动控制信号sc驱动螺线管44时，磁体元件45由于所产生的磁场而移动，并且随着磁体元件45的移动，磁体元件45朝向该第二部分39b携带联接本体46。

相应地，联接本体46的插脚元件47抵靠与致动器38的主体39的第二部分39b成一体的突出元件50b，并且此外，该联接本体46的突出部46”进入设置在该第二部分39b内的座50a。

因此，在该第二操作状态下，联接本体46固定至致动器38的主体39，并且因此，外杆40的旋转被传递至联接本体46。联接本体46的相应的旋转随后被传递至内杆46’，并且因此被传递至闩锁的致动组6’，从而引起闩锁的释放或解锁(为此目的，可以在内杆46’与致动组6’之间设想如本领域的技术人员所清楚的任何适当的机械联接)。

如图5a至图5b中示意性地示出的，联接装置42还包括弹性元件(例如弹簧)52，弹性元件52操作性地联接至联接本体46并且用作机械复位元件。

应当强调的是，可以设想其他解决方案来选择性地引起闩锁的致动组6’与外杆40之间的接合，例如利用由控制单元33所产生的控制信号sc驱动的微型马达或者任何其他低功率致动器，并且因此利用来自车辆钥匙25的能量(同样地，如本领域的技术人员所清楚的)。

致动器38与闩锁中的致动组6’之间的接合是暂时的(具有有限的持续时间)，适于闩锁的释放或解锁；随后，闩锁可以通过任何常规装置被重置或者重新机械锁定。例如，从电接口插槽(或者插座)24取出电子钥匙25将导致电力供应的中断，并且弹性元件52可以使系统返回至断开接合状态。

所讨论的解决方案的优势通过前述描述变得清楚。

在任何情况下，应当强调的是，闩锁释放备用系统20提供了对于车辆的用户而言所需的释放/解锁功能并且允许消除常规的机械锁芯和闩锁释放机械系统。

所提出的电子锁芯不仅允许系统的简化、重量的减轻、尺寸的减小以及成本的降低，其还改进了闩锁系统的安全性和防盗特征，这是因为用于闩锁的释放的机械机构并不容易进入，该机械结构例如设置在车门18内并且特别地设置在闩锁组件22的壳体31内。

此外，电子锁芯的使用允许车辆和制造商之间的标准化，并且通常使车辆进入(例如车辆流中)的管理简化；特别地，车辆钥匙25的编程可能仅需要在储存器29’中储存允许对钥匙的电子识别和认证以及允许闩锁的相应的释放的合适的识别编码(或者与该识别编码相关联的信息)。

然而，显然的是，在不背离所附权利要求中限定的范围的情况下，可以对文中所描述的和所示出的内容做出改变。

例如，应当强调的是，特别是在实施常规的机械闩锁的情况下，闩锁释放备用系统20的控制单元33也可以设置在车门18内，位于闩锁组件22的壳体31外。

此外，联接装置42也可以设置在壳体31外，从而可以提供致动器28的外杆40与电子锁芯21的臂26之间的选择性接合(在这种情况下，在闩锁内且在致动器38与致动组6’之间存在固定机械连接)。另外，在这种情况下，电子锁芯21的可动臂26与闩锁的释放装置之间的机械连接的接合基于电子控制单元33对从车辆钥匙25接收到的识别和认证编码id(或者与该编码相关联的任何信息)的处理。

此外，所公开的闩锁释放备用系统20还可以用在传统的闩锁组件中，从而设想对闩锁的纯机械释放作用或解锁作用。

特别地，所提出的解决方案还可以被有利地用以对现有的传统闩锁组件进行升级。