一种车辆动力补给口盖门装置及工作方法

技术领域

本发明属于汽车零部件技术领域，具体涉及一种车辆动力补给口盖门装置及工作方法。

背景技术

车辆上具有动力补给口，以便给车辆补充动力，例如燃油车需要加油，燃气车需要充气，电动车需要充电等。考虑车辆外观以及动力补给口的密封与安全性，整车会匹配有盖门对其进行遮盖。

从整车功能与安全角度考虑，盖门应不能从外部直接开启，需要通过车内控制或车辆电动钥匙进行解锁。另外，当盖门开启时，车辆内应有相关的警示提示。

目前市面上常见的盖门形式有翻转式和滑动式两种。其中，滑动式盖门一般通过连杆机构实现小门沿某方向的平行滑动，滑动式盖门的背面不会外露，更加美观。但连杆的运动较为复杂，成本较高。相较于滑动式盖门，翻转式盖门具有结构可靠和成本低的优势，是目前市面上最主流的盖门形式。

对于翻转式的盖门，目前多由车内开启拉线或者电机进行解锁。上述过程之后再由驾乘人员进行手动操作完成开启过程，关闭时也是手动关闭，由拉线或者电机进行闭锁，完成关闭过程。这种方式的车辆动力补给口盖门，除解锁动作外，开启及关闭过程均由驾乘人手动完成，自动化程度低。如果驾乘人忘记关闭盖门或其他情况下导致盖门未关闭或关闭不到位的话，盖门就一直处于开启状态，不仅起不到保护和防盗作用，而且还具有较大的安全隐患。目前，尽管多数车辆在仪表盘上会有相应的图标指示盖门启闭状态，但这种指示作用较弱，驾乘人忘关盖门的情况时有发生。

还有部分高端车型使用电动执行器来开闭盖门，虽然实现了自动开启和关闭动力补给口盖门的全部动作，但忽视了使用者在惯性思维的影响下很容易手动操作盖门导致执行器损坏，也忽视了车辆出现电路故障时无法手动开启和关闭盖门的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种车辆动力补给口盖门装置及工作方法，其目的是要实现盖门全程自动开闭，同时还要照顾使用者的惯性思维习惯，还要考虑车辆电路故障等意外情况时的操作便捷性，以适应未来消费者对车辆智能化个性化的追求，以提升产品的市场竞争力。

本发明通过以下技术方案来实现：一种车辆动力补给口盖门装置，包括门盖、电机、减速齿轮组、旋转传感器；门盖上设有转轴部，转轴部与车体铰接实现门盖可相对车体作翻转运动；电机固定于车体内，与车体保持相对静止；减速齿轮组设于转轴部与电机输出轴之间，将电机的旋转作用减速增扭后传递给门盖；在减速齿轮组中至少有一旋转运动件，旋转传感器连接在该旋转运动件上并检测该旋转运动件的旋转角度。该装置以电机为动力，通过减速齿轮组带动门盖旋转，实现门盖的开启和关闭，同时，该装置通过设置旋转传感器检测减速齿轮组中某一旋转运动件的旋转角度，从而判断门盖向对车体的角度，为自动化控制提供依据。此外，为实现盖门非完全关闭状态的警示功能，常规车辆需要在盖门锁止机构处设置相应的传感器，而使用上述车辆动力补给口盖门装置后，通过旋转传感器即可实现盖门非完全关闭状态警示功能，而不必在盖门锁止机构内设置额外的传感器。

进一步地，旋转传感器包括传感器本体和可相对感器本体旋转的感应部；旋转传感器的反馈信号为电压值或电阻值，反馈数据随感应部相对传感器本体的旋转角度单调变化，优选为线性单调变化。反馈信号为电压值或电阻值，便于通过控制电路进行采集、处理、输出，从而对电机进行控制。旋转传感器可根据实际需要选用，例如但不限于ALPS/阿尔卑斯的RDC506002A型传感器。

进一步地，该车辆动力补给口盖门装还包括PCB控制电路板；旋转传感器和电机均与PCB控制电路板电性连接。

进一步地，旋转传感器的电性触点直接焊接在PCB控制电路板上，电机的触点直接焊接在PCB控制电路板上，PCB控制电路板位于靠近电机输出轴的一侧，从而形成紧凑的空间布局，便于安装并减少对车内空间的占用。

进一步地，减速齿轮组优选使用可双向传动的减速齿轮组。例如以下减速齿轮组：包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮；第一齿轮固定在电机的输出轴上，第四齿轮固定在转轴部上，第二齿轮和第三齿轮轴设置形成双联齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合；第一齿轮的齿数小于第四齿轮，第二齿轮的齿数大于第三齿轮。

进一步地，感应部优选套设在第二齿轮和第三齿轮共同的旋转轴上，可以以较低的成本实现较高的控制精度。如果感应部随电机输出轴旋转，则要选用大量程的旋转传感器，导致成本升高，如果感应部随门盖旋转，容易导致检测精度过低，影响控制的准确性。

进一步地，门盖和电机优选位于减速齿轮组的同一侧，便于安装在车体狭小的空间内。

需要说明的是，本发明提供的车辆动力补给口盖门装置，可驱动盖门旋转至打开位置、盖合位置及任一中间位置，但不提供对盖门的锁止作用，因此在实际使用时，通常需要与盖门锁止机构配合使用，以实现盖门的开闭和锁止。盖门锁止机构可根据需要选用现有技术中的锁止机构，例如专利CN 209585938 U所公开的锁止机构。

基于上述的车辆动力补给口盖门装置，本发明还进一步提供一种车辆动力补给口盖门装置的工作方法，包括全自动模式、趋势感应模式、加速模式、手动模式。其中，全自动模式可实现盖门的全程自动开启和闭合；趋势感应模式和加速模式是在使用者触发盖门后介入的半自动开启和关闭模式，这两种模式能够照顾使用者在惯性思维下的手动操作习惯；手动模式可实现盖门的全程手动开启和闭合，并且不影响电路故障时的可操作性。

全自动模式：用户操作车内操控面板或车钥匙，发出信号给电机，电机旋转带动门盖旋转，旋转传感器实时反馈旋转角度，当确定门盖开启或关闭到位时，电机停止旋转，完成门盖开启或关闭动作。

趋势感应模式：用户拉动或推动门盖后松手，引起旋转传感器发出反馈信号，当反馈信号的数值差的绝对值超过预设值时，电机启动，带动门盖旋转，旋转传感器实时反馈旋转角度，当确定门盖开启或关闭到位时，电机停止旋转，完成门盖开启或关闭动作；趋势感应模式中电机的工作电压等于全自动模式中电机的工作电压。

加速模式：如果用户嫌门盖运动速度过慢，用户可能持续拉动或推动门盖，引起旋转传感器发出反馈信号，当反馈信号变化率的绝对值超过预设值且持续时间也超过预设值时，电机加速运动，带动门盖旋转，旋转传感器实时反馈旋转角度，当确定门盖开启或关闭到位时，电机停止旋转，完成门盖开启或关闭动作；加速模式中电机的工作电压大于全自动模式中电机的工作电压。电机的允许工作电压是一个范围，譬如额定12V的电机，一般可以在9~16V范围内工作。如果全自动模式时的电压是12V，加速模式的电压可以在12V~16V范围内，从而提高电机的转速，门盖启闭速度也会更快，从而满足驾乘人员想加快门盖启闭速度的需求。

手动模式：电机在不通电情况下具有阻尼但不自锁，可以手动拉动或推动门盖，实现门盖开启或关闭。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的车辆动力补给口盖门装置，整体结构合理紧凑，空间占用少，组件设置简单，功能可靠。该装置可以进一步提高汽车的电动化与智能化水平。同时，可以省却门体位置信号装置，实现了一体化设计的目的，降低了系统的复杂度，提高了系统的可靠性，进一步节约了空间，保持了汽车设计的连贯性与整体性。该装置具有全自动模式、趋势感应模式、加速模式、手动模式等多种操作模式，尤其是趋势感应模式和加速模式，照顾了用户在惯性思维下的手动操作习惯，具有很强的适应性，且操作方式个性时尚，具有较高的商业应用价值。

附图说明

图1和图2为实施例1的结构示意图。

图3为旋转传感器的结构示意图。

图4为实施例2的示意图。

图5为全自动模式控制逻辑示意图。

图6为趋势感应模式控制逻辑示意图。

图7为加速模式控制逻辑示意图。

图中，门盖1、电机2、减速齿轮组3、旋转传感器4、转轴部11、传感器本体41、感应部42、PCB控制电路板5、第一齿轮31、第二齿轮32、第三齿轮33、第四齿轮34。

具体实施方式

下面通过实施例进一步阐明本发明，旨在更清楚地说明本发明的技术方案，而不应理解为是一种限制。

除非另有定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应理解为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例1

一种车辆动力补给口盖门装置，如图1至3所示，包括门盖1、电机2、减速齿轮组3、旋转传感器4；门盖1上设有转轴部11，转轴部11与车体铰接实现门盖1可相对车体作翻转运动；电机2固定于车体内，与车体保持相对静止；减速齿轮组3设于转轴部11与电机2输出轴之间，将电机2的旋转作用减速增扭后传递给门盖1；在减速齿轮组3中至少有一旋转运动件，旋转传感器4连接在该旋转运动件上并检测该旋转运动件的旋转角度。

本实施例中，旋转传感器4包括传感器本体41和可相对感器本体41旋转的感应部42；旋转传感器4的反馈信号为电压值，反馈数据随感应部42相对传感器本体41的旋转角度单调变化。

本实施例中，还包括PCB控制电路板5；旋转传感器4和电机2均与PCB控制电路板5电性连接。

本实施例中，旋转传感器4的电性触点直接焊接在PCB控制电路板5上，电机2的触点直接焊接在PCB控制电路板5上；PCB控制电路板5位于靠近电机2输出轴的一侧。

本实施例中，减速齿轮组3包括第一齿轮31、第二齿轮32、第三齿轮33、第四齿轮34；第一齿轮31固定在电机2的输出轴上，第四齿轮34固定在转轴部11上，第二齿轮32和第三齿轮33轴设置形成双联齿轮，第二齿轮32与第一齿轮31啮合，第三齿轮33与第四齿轮34啮合；第一齿轮31的齿数小于第四齿轮34，第二齿轮32的齿数大于第三齿轮33。

本实施例中，感应部42套设在第二齿轮32和第三齿轮33共同的旋转轴上。

本实施例中，门盖1和电机2位于减速齿轮组3的同一侧。

本实施例中，车辆动力补给口盖门装置的工作方法包括全自动模式、趋势感应模式、加速模式、手动模式。

全自动模式：如图5所示，用户操作车内操控面板或车钥匙，发出信号给电机2，电机2旋转带动门盖1旋转，旋转传感器4实时反馈旋转角度，当确定门盖1开启或关闭到位时，电机2停止旋转，完成门盖1开启或关闭动作。

趋势感应模式：如图6所示，用户拉动或推动门盖1后松手，引起旋转传感器4发出反馈信号，当反馈信号的数值差的绝对值超过预设值时，电机2启动，带动门盖1旋转，旋转传感器4实时反馈旋转角度，当确定门盖1开启或关闭到位时，电机2停止旋转，完成门盖1开启或关闭动作；趋势感应模式中电机2的工作电压等于全自动模式中电机2的工作电压。

加速模式：如图7所示，用户持续拉动或推动门盖1，引起旋转传感器4发出反馈信号，当反馈信号变化率的绝对值超过预设值且持续时间也超过预设值时，电机2加速运动，带动门盖1旋转，旋转传感器4实时反馈旋转角度，当确定门盖1开启或关闭到位时，电机2停止旋转，完成门盖1开启或关闭动作；加速模式中电机2的工作电压大于全自动模式中电机2的工作电压。

手动模式：电机2在不通电情况下具有阻尼但不自锁，可以手动拉动或推动门盖1，实现门盖1开启或关闭。

实施例2

相较于实施例1，本实施例取消了PCB控制电路板5，如图4所示，且旋转传感器4的反馈信号使用电阻值。

取消了PCB控制电路板5后，旋转传感器4和电机2均与车载行车电脑电性连接，直接受车载行车电脑控制。这种方式提高了电控单元的集成度，但这种方式的灵活性和适应性相较于实施例1弱。

使用电阻值作为旋转传感器4的反馈信号后，其工作模式和控制逻辑相较于实施例1没有实质改变，仍然沿用图5至7所示的流程。

以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。