CN113811661B - 车门打开组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车门(101)打开的车门把手，其包括设置为当被致动时释放所述车门(101)的门锁机构(103)，和相对于把手框架(5)在静止位置与致动位置之间可动的操作元件(3)，在所述致动位置上，所述操作元件致动所述门锁机构(103)，其特征在于，它包括至少一个与所述把手框架(5)一起固定不动的静态磁性元件(53)和至少一个与所述操作元件(3)联结的可动磁性元件(33)，通过限定所述操作元件(3)的稳定位置(S)或不稳定位置(U1、U2)来生成触觉反馈，在所述稳定位置或不稳定位置上，所述静态和可动磁性元件(53、33)相互面对并彼此吸引或排斥。

Description

车门打开组件

技术领域

本发明涉及一种用于控制车门打开的门打开组件，尤其是门锁(门闩)和触觉反馈生成***。

背景技术

车门锁或打开组件选择性地锁定或释放车门面板。为了致动车门锁，使用者通过抓握和移动把手扳手、旋钮或其它装置，提供用于致动闩锁机构的能量。特别地，大多数门锁包括机械触觉反馈***，该***产生响应(抵抗作用于)使用者的打开动作的、可变的制动力或反作用力。

一旦释放了门面板，使用者或面板电致动器使得面板摆动或滑动，以提供对车辆的物理通达。特别地，在使用例如远程检测身份验证令牌，例如RFID卡或模块、蓝牙连接的电话等，或简单地在柱形锁中***和转动钥匙，执行验证过程之后，生成致动信号。

为了提供触觉反馈，使用例如双稳态弹簧或弹性设置的***。这样的***包括例如被压缩的弹性元件或弹簧，位于被压缩的弹簧的端部的滑块或指部，以及与指部一起产生变化的阻力的凸部，该阻力在把手运动期间发生改变。

使用者因此体验到反馈力，该反馈力在运动的第一部分期间逐渐增大直至达到最大值，然后减小或甚至变成辅助力。反馈力的减小或反转优选地是突然的(急剧的)，从而产生“咔哒”的感觉，给予使用者确认其动作确实致动了闩锁机构。

包含基于弹簧或其它弹性元件的双稳态机构的触觉反馈机制通常意味着一些元件沿彼此滑动，具有潜在的强摩擦。摩擦导致滑动元件磨损，并导致车门把手的使用寿命缩短。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出一种用于控制车门打开的车门把手，其包括设置为当被致动时释放车门的门锁机构和相对于把手框架在静止位置与致动位置之间可动的操作元件，在该致动位置上，操作元件致动门锁机构，

其特征在于，它包括至少一个与把手框架一起固定不动的静态磁性元件和至少一个与操作元件联结的可动磁性元件，通过限定操作元件的稳定或不稳定位置来生成触觉反馈，在稳定或不稳定位置上，静态和可动磁性元件相互面对并彼此吸引或排斥。

磁体在没有机械摩擦的情况下产生反馈力从而生成所述力。引导装置能够被优化以减小摩擦，因此门锁的潜在寿命由此可得到改善。

车门锁可具有以下特征中的一个或多个。

它可包括用于操作元件的运动的引导装置，其包括附接到把手框架上的静态引导装置和附接到操作元件上的可动引导装置，并且在于，静态磁性元件附接到静态引导装置上，并且可动磁性元件附接到可动引导装置上。

静态和动态引导装置包括引导指部和轨道或套，在操作元件的运动期间，引导指部沿着轨道或套平移滑动。

可动引导装置可包括转子并且静态引导装置可包括定子，在操作元件的运动期间，转子和定子相对于彼此旋转运动。

静态或可动磁性元件可包括磁体。

静态和可动磁性元件可包括极性相反的磁体，当它们彼此面对时，通过相互排斥来限定不稳定位置。

静态和可动磁性元件可包括极性相似的磁体，当它们彼此面对时，通过相互吸引来限定至少一个稳定位置。

分别的静态和可动磁性元件中的至少一个可包括极***替设置的磁体，当其面对分别的可动或静态磁性元件中的至少一个磁体时，通过相互排斥来限定至少一个不稳定位置，并通过相互吸引来限定至少一个稳定位置。

静态和可动磁性元件可包括至少一个永磁体。

磁性元件可包括至少一个电磁体。

分别的静态或可动磁性元件中的一个可包括至少一个磁体，并且另一个可包括至少一个金属凸部，当它们面对时限定操作元件的稳定位置。

静态引导装置或可动引导装置包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件限定至少两个不稳定的中间位置，在所述不稳定位置之间具有稳定位置。

当操作元件达到稳定位置时，可向验证单元发送指令以使得所述验证单元查询使用者携带的安全令牌的存在并验证所述安全令牌。

附图说明

阅读以下示意性地并且无限制性地提供的对附图的说明，本发明的其它特征和优点将显现，在附图中：

-图1a、1b、1c是车门打开组件在致动该组件时处于不同位置的示意性图示，

-图2是使用者在致动组件期间感觉到的反馈阻力的图，

-图3a、3b、3c是车门打开组件的另一实施例、在致动该组件时处于不同位置的示意性图示，

-图4是使用者在致动如图3a、3b、3c的组件期间感觉到的反馈阻力的图，

-图5和6是示出打开组件的替代实施例的示意性图示，

-图7是具有基于本发明的触觉反馈的手动锁定按钮的示意性图示，

-图8是当操作元件在转动时，组件的示意性图示。

在所有附图中，相同附图标记适用于相同元件。

具体实施方式

尽管附图涉及本发明的具体实施例，通过组合或略微改变所示实施例，可获得其它实施例。所述新实施例也在本发明的范围内。

对于空间取向，纵向水平轴x定义为沿所考虑的车辆的直的轮子(即没有转向时)的正常向前运动方向。当考虑车辆处于平坦地面上时，使用重力方向定义竖直上下轴z。轮轴(当直的时候)定义与前述两个轴正交的横向轴。诸如“向内”、“向外”等术语是相对于车辆外表面定义的，对应于当从其座舱外部观察车辆时的外观车身。

图1a、1b和1c是具有门面板100和内置门锁1的车门的示意性剖面图。门面板100形成车辆的外表面，门锁1主要由操作元件3和把手框架5表示，操作元件3是旨在由使用者抓握并使其移动的部件，把手框架5是在致动期间保持静止的部件。操作元件3在此是围绕转动轴A在静止(止动)位置(图1a)与致动位置(图1c)之间可旋转移动的把手杆。

根据替代实施例，操作元件3可包括把手旋钮或按钮。

“向内”、“向外”和等同的词是相对于车辆内部和外部定义的。

在图1a的第一剖面图中，操作元件3处于静止位置。在没有与使用者互动的情况下，采取所述静止位置。为了使得操作元件3能够自动回复到所述静止位置，门锁1可包括在使用者释放操作元件3时致使其回到静止位置的复位弹簧(未示出)。

在图1b的第二剖面图中，操作元件3处于中间位置。在所述中间位置上，由于使得操作元件移动的使用者的打开动作，操作元件3围绕把手轴A向外转动预定角度(例如20至45°)。

在图1c的第三剖面图中，操作元件3处于致动位置。在所述致动位置上，操作元件3已经被使用者进一步向外转动(40°至60°及以上)，并且操作元件3与闩锁机构130相互作用以释放门面板，可由此通过进一步拉操作元件3而打开门面板。

特别地，静止和致动位置(图1a和5c)通过支座定义为极端位置。特别地，支座可以是相对的、和/或可通过使用者的推动或通过电机移动，尤其是在嵌入式门锁的情况下。

在嵌入式门锁中，操作元件3可采用嵌入位置，在该嵌入位置上，操作元件与车辆的车身平齐。当满足特定条件时，电机驱动操作元件3从其嵌入位置来到预备位置。特定条件可以例如是通过操作元件上的电容式传感器检测到使用者接触，在接近车辆的预定区域中检测到安全令牌(钥匙卡、RFID发射器、具有密钥的蓝牙连接的电话等)等。

为了使得操作元件3从其嵌入(平齐)位置移动到其预备位置，电机使得可移动的支座移动以抵抗复位弹簧的作用。预备位置则对应于图1a的静止位置，其不是绝对的极端位置。

在嵌入位置上，当停车时，操作元件3更不可能与过路人互动，在驾驶时，减小空气阻力。在嵌入位置上，操作元件3还以美观且不显眼的方式显得融合在门面板100中。

操作元件3和把手框架5包括引导元件，可动引导元件31和静态引导元件51。可动引导元件31附接到操作元件3上或与之一体形成，静态引导元件51附接到把手框架5上或与之一体形成。

特别地，在图1a、1b、1c的实施例中，可动引导元件31是附接到操作元件与转动轴A相对的端部上的圆弧形指部，并且静态引导元件51是圆弧形轨道，可动引导元件31沿着它滑动。为了进一步减小所述引导元件31、51之间的摩擦，可在两者之间应用轴承，例如针或球轴承。

可动引导元件31和静态引导元件51分别包括附接到可动引导元件31上的可动磁性元件33和附接到静态引导元件51上的静态磁性元件53。所述磁性元件31、51在此具体地是磁体，例如永磁体，例如钕磁体。

可动磁体33和静态磁体53这样附接到它们各自的引导元件31、51：以使得在图1a和1c的静止位置和致动位置上，它们处于相对于彼此的最大距离处，并在图1b的中间位置上达到相对于彼此的最小距离。

特别地，可动磁体33和静态磁体53以相反的极性定向(参见图3a、3b、3c中的箭头)，以使得在中间位置上，它们的北极或南极彼此相对，从而产生排斥力。

图2是使用者在操作元件在其静止位置与致动位置之间移动期间感受到的相对于长度或角度位移d(单位为cm或角度度数°)的反馈阻力F或扭矩(单位为N或Nm)的图。

零位移处的起点是相对较小但为正的阻力，其大致对应于由复位弹簧施加在操作元件3上的反力或扭矩，使用者必须克服该力以使得操作元件3移动。

阻力F则沿着第一区间随着位移d增大。在所述区间中，静态磁体53和可动磁体33随着位移d的增大而相互靠近。

当可动磁体和静态磁体33、53来到彼此面对面时，排斥力与位移正交。因此，所感受的阻力F突然减小，并当可动磁体和静态磁体33、53相互面对时变成零。

当位移d继续增大时，力变成负的并且其绝对值快速地增大：相互排斥的磁体33、53现在向增大位移的方向提供助力。

即使机械接触或克服弹力并没有发生，使用者也会以机械性质的卡入或“咔哒”(弹响)的形式感知到所感受的阻力F快速减小和逆转。

可通过选择具有更大或更小磁力矩的磁体和改变磁性元件33、53在它们处于彼此最接近的位置时之间的相对距离，来调节所感知的触觉力F并由此调节触觉反馈。

为了调节触觉力F，磁性元件33、53中至少一个可以是具有可调电流馈电的电磁体。优选地，静态磁性元件53可包括具有可调节的排斥或吸引强度的电磁体，以限定操作元件的稳定或不稳定位置。特别地，当使用电容式检测器检测到使用者与操作元件接触时，或当例如RFID标签或蓝牙手机的包含密钥的远程验证令牌进入围绕车辆的预定周边范围时，可以选择性地给电磁体提供电流。

图3a、3b、3c示出具有两个不稳定位置U1、U2和在两个不稳定位置之间的稳定位置S的把手1的示例。

在上述图中，所示的可动引导装置31包括引导指部，并且所示的静态引导装置51包括用于引导指部的套，其形成引导引导指部的滑动运动的轨道。

操作元件3的运动导致引导指部滑动到套之外，该套在静止位置(图3a)容纳包含引导指部。

静态磁性元件53包括两个静态磁体53a、53b，并且可动磁性元件33包括极化与静态磁体53a、53b的相反的单个磁体。

当处于如图3a所示的静止位置时，可动磁性元件33位于两个静态磁体(离操作元件)较远的一侧，并因此被两个静态磁体53a、53b排斥并抵靠支座。

当使用者拉操作元件3时，可动磁性元件33向第一静态磁体53a(在图3a、3b、3c中位于右侧)靠近，直至它位于所述第一静态元件53a正对面，这限定第一不稳定位置U1。在所述第一不稳定位置上，阻力突然减小并改变方向，这作为第一无声“咔哒”被使用者感知到。

一旦第一静态磁体53a的排斥力被克服并且运动继续时，可动磁性元件33达到图3b所示的稳定位置S，在该位置上，两个静态磁体53a、53b的排斥力互相抵消。

当操作元件3达到所述中间稳定位置S时，锁100和验证单元的控制单元可触发所述验证单元询问使用者携带的安全令牌的存在和验证数值，以便如果验证是肯定的，则解锁门。在验证是否定的情况下，控制单元和锁定机构103可进一步防止操作元件3的向外运动。

为了继续操作元件3的运动，使用者必须克服第二静态磁体53b的排斥力：可动磁性元件33向第二静态磁体53b(在图3a、3b、3c中位于左侧)靠近，直至它位于所述第二静态磁体53b的正对面，这限定第二不稳定位置U2。

如图3c所示，越过第二不稳定位置U2，可动磁性元件33被两个静态磁体53a、53b排斥，直至它抵靠支座并达到致动位置。

在图4中示出使用者感知的阻力F或扭矩。

图4是与图2类似的作为位移d的函数的阻力F的图。

首先，阻力F是正的，但相对弱。当位移d增大时，可动磁性元件33向第一静态磁体53a靠近，阻力因此增大，直至在可动磁性元件33和第一静态磁体53a相互靠近时达到最大值，并当它们相互面对面时突然减小，这限定第一不稳定位置U1。

当位移d进一步增大时，阻力F变成负的(它助力把手杆3的运动)，并且其绝对值快速增大，直至它达到最大值。在所述最大值之后，它的绝对值再次减小，这是因为第二静态磁体53b的排斥力开始抵消第一静态磁体53a的排斥力。

当第一静态磁体和第二静态磁体53a、53b的两个排斥力相互完全抵消时，阻力F为零。这限定稳定位置S。

当位移d进一步增大时，由于第二静态磁体53b增大的排斥力，阻力F增大，直至可动磁性元件33和第二静态磁体53b相互靠近，并在它们相互面对面时突然减小，由此限定第二不稳定位置U2。

越过所述第二不稳定位置U2，阻力突然再次增大，直至最大值，然后减小，直至达到致动位置，在该位置上，支座防止进一步的向外运动。

图5以与图3a、3b、3c类似的方式示出把手1的一个替代实施例，其具有在套51中滑动的引导指部31。

在图5的实施例中，静态磁性元件53包括具有第一凸部53a和第二凸部53b的金属元件。金属元件尤其由例如铁或钢的铁磁性金属制成。

凸部53a、53b具有更大的横截面并向在此为磁体、特别是永磁体的可动磁性元件33伸出。

当操作元件3达到预定稳定位置时，凸部53a、53b面对可动磁性元件33。在所述稳定位置上，可动磁性元件33被吸引到它所面对的凸部53a或53b，特别是以克服复位弹簧的力的强度，来稳定所考虑的位置。

其它实施例可包括多于两个凸部53a、53b，或可使得凸部53a、53b与静态磁体组合。而且，可动磁性元件33可包括金属元件并且静态磁性元件53可包括磁体。

根据另一实施例，可至少部分地用具有与可动磁性元件33相同的极化方向的磁体代替凸部53a、53b。

图6示出锁1的另一替代实施例，其具有在套51中滑动的引导指部31。

在图6的实施例中，静态磁性元件53包括具有交替极化的磁体。可动磁性元件33也包括磁体。

两个外部磁体53a、53b以相对于可动磁性元件33相反得方向极化。位于静态磁性元件53的外部磁体53a、53b之间的中间磁体53c以与可动磁性元件33相同的方向极化。

外部磁体53a、53b以与图3a、3b、3c的实施例相似的方式运作，这在于当它们面对可动磁性元件33时，限定操作元件3的不稳定位置。当操作元件3处于其中间稳定位置S时，中间磁体53c面对可动磁性元件33。可动磁性元件33与处于该位置的中间磁体53c之间的吸引增强如图5所示的中间位置的稳定性。

操作元件3也可是车门锁的内部手动锁定按钮。手动锁定按钮一般从车身内部竖直地凸出。拉出手动锁定按钮导致解锁门，而将其压下导致锁门。与“上”和“下”对应的位置是稳定位置S，而车门锁1发生锁定和解锁的中间位置是不稳定位置U。

在图7中，示意性地示出处于中间不稳定位置的手动锁定按钮3的一个实施例。把手或门框架5包括具有单个静态磁性元件53的引导通道51，手动锁定按钮3包括具有单个可动磁性元件33的引导杆31。可动磁性元件33和静态磁性元件53具有相同极性，并当处于所示的中间位置时相互面对。

支座(未示出)限定稳定位置，在该稳定位置上，可动磁性元件33和静态磁性元件53间隔最远。

基于图5和6的实施例可获得手动锁定按钮组件的其它实施例。

图8是车门锁1的局部示图，其中可动引导元件31是围绕旋转轴A旋转可动的转子，静态引导元件51是定子，转子31相对于该定子旋转可动。

静态磁性元件53和可动磁性元件33布置在***周边位置，与旋转轴A相距一径向距离。

静态磁性元件和可动磁性元件51、31通过限定由于它们的相互吸引力或排斥力而产生的稳定和不稳定的旋转位置，从而生成阻力矩，而不是阻力F。

Claims (12)

1.一种用于控制车门(101)打开的车门把手，其包括设置为当被致动时释放所述车门(101)的门锁机构(103)，和相对于把手框架(5)在静止位置与致动位置之间可动的操作元件(3)，在所述致动位置上，所述操作元件致动所述门锁机构(103)，

其特征在于，它包括至少一个与所述把手框架(5)一起固定不动的静态磁性元件(53)和至少一个与所述操作元件(3)联结的可动磁性元件(33)，通过限定所述操作元件(3)的稳定位置(S)或不稳定位置(U1、U2)来生成触觉反馈，在所述稳定位置或不稳定位置上，所述静态和可动磁性元件(53、33)相互面对并彼此吸引或排斥，

所述的车门把手还包括用于所述操作元件(3)运动的引导装置，其包括附接到所述把手框架(5)上的静态引导装置(51)和附接到所述操作元件(3)上的可动引导装置(31)，并且在于，所述静态磁性元件(53)附接到所述静态引导装置(51)上，并且所述可动磁性元件(33)附接到所述可动引导装置(31)上。

2.如权利要求1所述的车门把手，其特征在于，所述静态和可动引导装置(51、31)包括引导指部和轨道或套，在所述操作元件(3)的运动期间，所述引导指部沿着所述轨道或套平移滑动。

3.如权利要求1所述的车门把手，其特征在于，所述可动引导装置(31)包括转子并且所述静态引导装置(51)包括定子，在所述操作元件(3)的运动期间，所述转子和所述定子相对于彼此旋转运动。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车门把手，其特征在于，所述静态或可动磁性元件包括磁体。

5.如权利要求4所述的车门把手，所述静态和可动磁性元件(53、33)包括极性相反的磁体，当它们彼此面对时，通过相互排斥来限定不稳定位置(U1、U2)。

6.如权利要求4所述的车门把手，其特征在于，所述静态和可动磁性元件(53、33)包括极性相似的磁体，当它们彼此面对时，通过相互吸引来限定至少一个稳定位置(S)。

7.如权利要求4所述的车门把手，其特征在于，分别的所述静态和可动磁性元件(53、33)中的至少一个包括极***替设置的磁体，当其面对分别的所述可动或静态磁性元件(33、53)中的至少一个磁体时，通过相互排斥来限定至少一个不稳定位置(U1、U2)，并通过相互吸引来限定至少一个稳定位置(S)。

8.如权利要求4所述的车门把手，其特征在于，所述静态和可动磁性元件(53、33)包括至少一个永磁体。

9.如权利要求4所述的车门把手，其特征在于，所述磁性元件包括至少一个电磁体。

10.如权利要求4所述的车门把手，其特征在于，分别的所述静态或可动磁性元件(53、33)中的一个包括至少一个磁体，并在于，另一个包括至少一个金属凸部(53a、53b)，当它们面对时限定所述操作元件的稳定位置。

11.如权利要求1至3中任一项所述的车门把手，其特征在于，所述静态引导装置(51)或所述可动引导装置(31)包括至少两个磁性元件，所述至少两个磁性元件限定至少两个不稳定的中间位置(U1、U2)，在所述不稳定的中间位置(U1、U2)之间具有稳定位置(S)。

12.根据权利要求11所述的车门把手，其特征在于，当所述操作元件达到所述稳定位置(S)时，向验证单元发送指令以使得所述验证单元查询使用者携带的安全令牌的存在并验证所述安全令牌。

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