一种车门的驱动装置及其智能化驱动系统

技术领域

本申请涉及汽车零部件的技术领域，具体地，涉及一种车门的驱动装置及其智能化驱动系统。

背景技术

随着汽车新四化的发展，用户对汽车使用中智能化需求越来越高，其中智能化车门需求量越来越大，能够极大提升使用者的用车体验和便捷性。现有技术中，智能化车门的驱动方式常用的为电机横置螺杆驱动式，即通过电机和螺杆平行设置，再通过齿轮组实现限位器臂的无级支撑，使得车门保持在任意角度处，但电机横置螺杆驱动式所占用的纵向空间一般在230mm左右，横向空间一般在60mm左右，对于内部横向空间不足的车门，该机构难以布置。

发明专利内容

为解决上述问题的至少一个方面，本发明提供了一种车门的驱动装置，包括壳体、传动组件、连接组件和限位器臂；壳体内部设置有空腔，壳体上开设有长条状开口；传动组件包括蜗轮、蜗杆、丝杆和导向杆，蜗轮、蜗杆、丝杆和导向杆均设置在壳体内部；蜗杆沿着x方向设置，蜗杆与壳体转动连接；蜗轮的轴线方向为y方向，蜗轮与蜗杆啮合；丝杆与蜗轮同轴固定连接，丝杆的第一端与壳体转动连接；导向杆的轴线与丝杆的轴线平行，导向杆与壳体内壁固定连接；连接组件包括连接座和套筒；套筒包括内圈部和外圈部；内圈部的轴线方向和外圈部的轴线方向均为y方向，内圈部设置在外圈部的内部，内圈部与外圈部同轴转动连接，外圈部固定连接在连接座内；内圈部套设在丝杆上，内圈部的内壁设有与丝杆匹配的螺纹结构；连接座上开设有通孔，导向杆贯穿通孔，与连接座滑动连接；限位器臂通过开口穿设在壳体内部，限位器臂的第一端与连接座铰接。

通过上述技术方案，一方面，蜗杆的转动带动蜗轮转动，然后蜗轮的转动带动丝杆转动，丝杆的转动再带动连接座在丝杆和导向杆上沿着丝杆的延伸方向稳定移动，从而稳定地推出或拉回限位器臂，本申请的驱动装置零件布置紧凑，蜗轮和蜗杆呈垂直设置，不占用限位器臂的横向空间，从而减小驱动装置的横向尺寸，本申请驱动装置的横向尺寸即为限位器臂的横向尺寸；另一方面，限位器臂的第一端与连接座铰接，第二端与车身钣金铰接，在支撑车门过程中，随着车门开启角度的变化，限位器臂不仅伸出壳体的尺寸增加，而且会随之发生旋转，从而减小限位器臂的延伸尺寸，因此本申请的驱动装置具有较短的限位器臂，从而获得较小的横向尺寸，提高本申请驱动装置的适用范围；并且蜗轮、蜗杆、丝杆、连接座均设置在壳体内部，具有防水防尘的作用。

优选地，还包括电机，电机沿着x方向设置，电机的输出轴与蜗杆同轴固定连接，蜗杆通过电机与壳体转动连接，电机用于与车门控制器连接。通过上述技术方案，本申请选择通过电机驱动蜗杆转动，从而通过蜗轮、丝杆和连接座推出或拉回限位器臂；将电机安装在壳体内，有利于防水和防尘。

优选地，所述丝杆上设置有电磁阻尼器，电磁阻尼器用于与车门控制器电连接。通过上述技术方案，在丝杆上设置电磁阻尼器，当在上坡或下坡的时候通过车门控制器开启电磁阻尼器，通过电磁阻尼器中若干阻尼片的作用实现极限坡度下的额外阻尼，用于补偿电机自身所提供阻尼的不足。

优选地，所述蜗杆与蜗轮的减速比的范围为16:1～24:1。通过上述技术方案，一方面，由于电机的输出轴旋转速度较快，通过蜗杆和蜗轮进行减速，有利于缓慢而稳定推动或拉回限位器臂，从而减小由于速度过快限位器臂对车门的损坏和车门与车身钣金之间闭合时的噪音；另一方面，需要保证车门的开启速度，限位器臂的运动速度不能过小，因此综合各种因素，蜗杆与蜗轮的减速比选择在16:1～24:1最佳。

优选地，所述丝杆包括螺纹部和连接部，内圈部与螺纹部螺纹连接；连接部上套设有轴承，轴承的外圈与壳体内壁固定连接；连接部的圆周面上靠近轴承的两个侧面处均开设有凹槽，凹槽内设置有固定块，固定块的一侧面与凹槽底面抵接，与之相对的另一侧面与轴承的内圈抵接。通过上述技术方案，公开了一种丝杆与壳体连接的具体结构，通过在丝杆上开设凹槽，在凹槽中安装固定块，利用固定块连接丝杆与轴承，使得丝杆与轴承之间具有较高的连接强度，保证了丝杆与轴承之间连接的稳固性。

优选地，所述凹槽为环形槽，固定块为环形块，固定块的内径与凹槽底面的直径相等，固定块的外径大于轴承的内径，固定块与轴承过盈配合。通过上述技术方案，利用固定块使得丝杆与轴承过盈配合，进一步提高丝杆与轴承之间的连接强度。

优选地，所述蜗轮套设在丝杆的连接部上，蜗轮的内径小于连接部的直径，蜗轮与连接部过盈配合。通过上述技术方案，公开了一种蜗轮与丝杆连接的具体结构，蜗轮与丝杆过盈配合，有利于蜗轮与丝杆之间具有较高的连接强度，保证了蜗轮驱动丝杆的稳定性。

优选地，所述限位器臂上套设有弹性管，弹性管第一端的内壁与限位器臂的第二端固定连接，弹性管第二端的尺寸与开口的尺寸相匹配，第二端的外壁与开口内壁固定连接。通过上述技术方案，在限位器臂上套设弹性管，随着限位器臂的伸出而伸长，限位器臂的收回而压缩，有助于保证本申请装置运行过程中防水和防尘。

优选地，所述壳体的底面上设置有排水孔。通过上述技术方案，可以将壳体内部的水通过排水孔排出，防止壳体内储存有水，导致壳体内部的蜗杆、蜗轮、丝杆生锈，影响本申请驱动装置的灵敏性和寿命。

一种车门的智能化驱动系统，包括所述的一种车门驱动装置，霍尔传感器、雷达和电子锁；霍尔传感器用于检测蜗杆的转速，且用于与车门控制器电连接；雷达安装在车门钣金靠近底端位置处，雷达用于与车门控制器电连接；电子锁安装在车门钣金内，电子锁用于与车门控制器电连接。通过上述技术方案，提供了车门的智能化系统，通过车门控制器对电子锁进行解锁，当电子锁解锁完成的信号传递至车门控制器中，车门控制器会控制驱动装置运转，驱动限位器臂伸出；在限位器臂伸出过程中，雷达会对周边环境进行监测，当发现障碍物时，雷达会将信号传递至车门控制器中，车门控制器会停止驱动装置的运转，防止车门与障碍物发生碰撞，实现了车门的智能化。

本发明的一种车门的驱动装置及其智能化驱动系统，具有以下有益效果：

(1)通过利用蜗杆和蜗轮的特性，电机与限位器臂垂直设置，实现电机的纵向设置，从而减小横向的尺寸；再利用蜗轮通过丝杆、导向杆和连接座稳定地推动或拉回限位器臂，并且限位器臂在伸出或缩回过程中，随着车门开启角度发生转动，有利于减小限位器臂的长度，从而进一步减小横向尺寸，本申请的驱动装置结构紧凑，占用空间小，且运行稳定，适用范围大。

(2)通过将蜗杆和蜗轮的减速比设计在16:1～24:1内，有利于使丝杆的转速在合适的范围内，从而使限位器臂推动车门的速度或拉回车门的速度处在最佳的范围内；通过在丝杆上设置电磁阻尼器，当车处于上坡或下坡状态时，或者当雷达检测到障碍物，需要车门停止转动时，电磁阻尼器提供了额外阻尼，用于补偿电机自身所提供阻尼的不足。

(3)通过在限位器臂上设置弹性管，随着限位器臂的伸出而伸长，限位器臂的收回而压缩，有助于保证本申请装置运行过程中防水和防尘；在壳体的上壳体和下壳体之间采用防水级密封垫有利于提高驱动装置的防水性能；电机的电接头采用防水型接头，也有助于提高防水性能；在壳体的底面上开设排水孔，可以防止壳体内部储存水，综上，本申请的驱动装置具有较好的防水和防尘性能。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了根据本发明实施例的一种车门的驱动装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的一种车门的驱动装置的内部结构的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的一种车门的驱动装置的丝杆与轴承连接的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的一种车门的智能化驱动系统的结构框图。

附图标记说明：

1、壳体；2、霍尔传感器；21、电接头；211、电线；3、电机；41、蜗杆；42、蜗轮；43、丝杆；431、螺纹部；432、连接部；44、导杆；5、轴承；51、固定块；6、电磁阻尼器；71、连接座；711、通孔；72、套筒；8、限位器臂；81、弹性管；82、销轴；83、固定座；9、排水孔；10、油槽；11、雷达；12、车门控制器；13、电子锁。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

本公开的一个实施例提出了一种车门的驱动装置，包括壳体1、传动组件、连接组件和限位器臂8；壳体1内部设置有空腔，壳体1上开设有长条状开口；传动组件包括蜗轮42、蜗杆41、丝杆43和导向杆，蜗轮42、蜗杆41、丝杆43和导向杆均设置在壳体1内部；蜗杆41沿着x方向设置，蜗杆41与壳体1转动连接；蜗轮42的轴线方向为y方向，蜗轮42与蜗杆41啮合；丝杆43与蜗轮42同轴固定连接，丝杆43的第一端与壳体1转动连接；导向杆的轴线与丝杆43的轴线平行，导向杆与壳体1内壁固定连接；连接组件包括连接座71和套筒72；套筒72包括内圈部和外圈部；内圈部的轴线方向和外圈部的轴线方向均为y方向，内圈部设置在外圈部的内部，内圈部与外圈部同轴转动连接，外圈部固定连接在连接座71内；内圈部套设在丝杆43上，内圈部的内壁设有与丝杆43匹配的螺纹结构；连接座71上开设有通孔711，导向杆贯穿通孔711，与连接座71滑动连接；限位器臂8通过开口穿设在壳体1内部，限位器臂8的第一端与连接座71铰接。

具体地，如图1至图3所示，x方向为车门的纵向，y方向为车门的横向；壳体1分为上壳体1、下壳体1和端板；上壳体1和下壳体1沿着x方向相对固定设置，上壳体1和下壳体1围合成内部为空腔的结构；端板设置在上壳体1和下壳体1的一端，端板同时与上壳体1的端面和下壳体1的端面固定连接；端板的上部分开设有沿着垂直于xy平面方向的长条状开口；上壳体1和下壳体1之间固定设置有IP67防水级密封垫；上壳体1的内壁和下壳体1的内壁上均开设有若干油槽10，油槽10中填充有固体型油脂，用于壳体1内部零件的润滑；下壳体1的底面上开设有排水孔9。

蜗杆41沿着x方向设置，蜗杆41上设置有用于蜗杆41旋转的驱动件，驱动件与车门控制器12连接，车门控制器12通过驱动件驱动蜗杆41旋转；蜗轮42的轴线方向为y方向，蜗轮42与蜗杆41啮合，蜗杆41与蜗轮42的减速比优选在16:1～24:1；丝杆43的轴线与蜗轮42的轴线重合，丝杆43包括螺纹部431和两个连接部432，两个连接部432分别在螺纹部431的两端，连接部432的直径小于螺纹部431的直径；连接部432的圆周面上设置有防滑纹，蜗轮42套设在连接部432上，蜗轮42的内径小于连接部432的直径，蜗轮42与连接部432过盈配合；两个连接部432上分别设置有一个轴承5，轴承5的外圈与壳体1内壁固定连接；连接部432的圆周面上靠近轴承5的两个侧面处均开设有凹槽，凹槽内设置有固定块51，固定块51的一侧面与凹槽底面抵接，与之相对的另一侧面与轴承5的内圈抵接；在一些实施例中，凹槽沿着连接部432的圆周面均匀开设有多个，每个凹槽内设置一个固定块51；在另一些实施例中，凹槽为环形槽，固定块51为环形块，固定块51的内径与凹槽底面的直径相等，固定块51的外径大于轴承5的内径，固定块51与轴承5过盈配合，通过从轴承5的两个侧面进行铆接来连接丝杆43与轴承5，有利于增加轴承5与丝杆43连接的强度；导向杆设置在靠近丝杆43处，导向杆沿着y方向设置，导向杆的两端分别与壳体1内壁固定连接，在一些实施例中，导向杆设置有多根，有利于进一步提高连接座71沿着y方向移动过程中的稳定性。

在一些实施例中，丝杆43上设置有电磁阻尼器6，电磁阻尼器6用于与车门控制器12电连接，在本实施例中，电磁阻尼器6设置在蜗轮42远离螺纹部431的一侧，电磁阻尼器6与连接部432同轴连接。通过电磁阻尼器6中若干阻尼片的作用，实现极限坡度下和遇到障碍物停止车门转动情况下的额外阻尼。

连接座71采用POM材料制成，使得连接座71具有较高的光洁度，减小连接座71与基座之间的摩擦；套筒72包括内圈部、外圈部和若干滚珠；内圈部的轴线方向和外圈部的轴线方向均为y方向，内圈部设置在外圈部的内部，内圈部与外圈部同轴转动连接，若干滚珠均匀设置在内圈部与外圈部之间，滚珠与内圈部和外圈部均滚动连接；外圈部固定连接在连接座71内，内圈部套设在丝杆43的螺纹部431上，内圈部的内壁上设有与螺纹部431匹配的螺纹结构，内圈部与螺纹部431螺纹连接；连接座71上开设有通孔711，导向杆贯穿通孔711，与连接座71滑动连接；在一些实施例中，连接座71上开设有多个通孔711，通孔711与导向杆一一对应。

限位器臂8包括限位杆和两个固定环，两个固定环分别固定设置在限位杆的两端；限位器臂8通过开口穿设在壳体1内部，限位器臂8第一端的固定环与连接座71通过销轴82实现铰接，限位器臂8第二端的固定环与车身钣金的固定座83通过销轴82铰接，随着车门的开启角度，限位器臂8伸出或缩回的同时在壳体1的空腔内发生转动；限位器臂8上套设有弹性管81，弹性管81第一端的内壁与限位器臂8的第二端固定连接，弹性管81第二端的尺寸与开口的尺寸相匹配，第二端的外壁与开口内壁固定连接，使得弹性管81随着限位器臂8的伸出而伸长，限位器臂8的收回而压缩，有助于限位器臂8的防水和防尘。

在一些实施例中，蜗杆41的驱动件为电机3，电机3沿着x方向设置，电机3的输出轴与蜗杆41同轴可拆卸连接或固定连接，电机3的输出轴贯穿下壳体1，且与下壳体1转动连接，蜗杆41通过电机3与壳体1转动连接，电机3用于与车门控制器12连接；电机3的外罩与下壳体1通过螺栓可拆卸连接；电机3的电接头21采用防水型接头，电接头21与下壳体1固定连接，电接头21与车门控制器12电连接。

本申请还公开了一种车门的智能化驱动系统，包括所述的一种车门驱动装置，霍尔传感器2、雷达11和电子锁13；霍尔传感器2用于检测蜗杆41的转速，且用于与车门控制器12电连接；雷达11安装在车门钣金靠近底端位置处，雷达11用于与车门控制器12电连接；电子锁13安装在车门钣金内，电子锁13用于与车门控制器12电连接。

具体地，如图2和图4所示，霍尔传感器2安装在电机3的尾端，霍尔传感器2与电机3串联，通过检测电机3端子的转速和位置而检测蜗杆41的转速，从而获知限位器臂8的状态；雷达11采用透波型雷达11，雷达11设置有两个，均粘接于车门钣金内表面；电子锁13安装在车门钣金内；车门控制器12中包含有障碍物识别单元和防夹单元，其中具有障碍物识别单元和防夹单元的车门控制器12为现有技术，车门控制器12与霍尔传感器2、雷达11和电子锁13均电连接。

通过车门控制器12对电子锁13进行解锁，当电子锁13解锁完成的信号传递至车门控制器12中，车门控制器12会通过霍尔传感器2控制电机3的运转，驱动限位器臂8伸出；在限位器臂8伸出过程中，雷达11会对周边环境进行监测，并将信息传递至车门控制器12中，当发现障碍物时，车门控制器12中的障碍物识别单元会被激活，从而控制电机3停止转动，电磁阻尼器6开启，使得限位器臂8停止伸出，防止车门与障碍物发生碰撞；当需要关闭车门时，车门控制器12会通过霍尔传感器2控制电机3的运转，驱动限位器臂8缩回；在限位器臂8缩回过程中，雷达11会对周边环境进行监测，并将信息传递至车门控制器12中，当发现人时，车门控制器12中的防夹单元会被激活，从而控制电机3停止转动，电磁阻尼器6开启，使得限位器臂8停止缩回，防止人被夹住。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。