CN101596851A - 驱动摆动式侧门的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动摆动式侧门的系统和方法，其中车辆设有带有用于开启和关闭车门的自动摆动式侧门。控制器设有移动启动器的算法、用于检测与车门接触的障碍物的传感器和用于检测不与车门接触的障碍物的传感器。所述控制器在检测到障碍物时中断车门的运动。所述车门具有可测量和可选开启角。液压泵利用流体压力启动所述启动器，并且液压熔断器监控流过旁通阀的流体来检测该接触。一种开启侧部摆动式车门的方法包括：记录车门开启角；检测车门操作模式，当检测到一种模式时开启车门；当检测到第二模式时关闭车门；和当检测到第三模式时将车门开启到记录角度。

Description

驱动摆动式侧门的系统和方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种用于选择性地为自动摆动的车辆侧门提供能量的系统和方法，从而在车主可选的车门打开角度范围内打开和关闭侧门。

背景技术

[0002]常规机动车辆通常通过提升或者拉开外部的车门手把并启动位于车门组件内的杠杆机构来进入车辆内，由此开启车门，使得它可围绕门铰自动转动。现代车辆上可设有遥控装置，例如按钮密钥卡，车主可在距离车辆较短的距离处触发按钮密钥卡，从而自动锁定或开启车门。特殊车辆(例如小型车辆)还可包括一个或多个沿一套轨道或导引槽滑动或转动的受驱滑动侧门、和/或摆动式后部舱门、舱盖或者箱形盖，同样可通过使用按钮链上的按钮从外部开启车辆。利用这种遥控装置，通常在触发按钮时车门开启、关闭以及锁定或打开，由此极大简化了出入车辆，同时方便了装载和卸载货物。

[0003]摆动式车辆侧门通常特别容纳有各种集成的连接器以及其它控制特征，例如动力式车窗系统构件、动力式折叠车镜、和/或电子车锁机构，每一个都会增大车门面板组件的质量。所述增加的质量迫使向车门施加增大的开启或关闭力。同样，为了便于出入车辆，侧门通常要求足够宽的开启角度，这会使坐在车内的车主更难以接触车门。由此在特定条件下，特别是对于坐在车内或者对于不敏捷和/或不易活动的车主而言，开启车门的常规方法就并非最理想的。

发明内容

[0004]相应的，车辆设有车门角度传感器和侧部摆动车门，所述车门具有由最大车门开启角度所限定的活动范围，并且还具有通过车主设定的可随意选择的车门开启角度。

[0005]根据本发明的一方面，控制器设有沿一个方向移动启动器以至少部分地开启车门、并沿另一方向至少部分地关闭车门的算法。障碍物检测传感器检测位于车门活动范围内的障碍物，当发现障碍物时控制器中断车门的开启和关闭。

[0006]根据本发明的另一方面，液压泵与启动器流体相通，并且通过控制器变化控制，启动器通过液压泵所提供的液压流体压力而驱动。

[0007]根据本发明的又一方面，液压熔断器设有旁通阀部件，可操作地控制所述液压传感器，用于监控流过旁通阀部件的流速，从而检测车门和障碍物之间的接触。

[0008]根据本发明的另一方面，抗压传感器检测通过该抗压传感器的电子输出的变化，电流传感器检测液压泵所吸收电能的变化，从而检测车门和障碍物之间的接触。

[0009]根据本发明的又一方面，至少一个非接触式障碍物传感器在车门和障碍物没有接触的情况下检测车门活动范围内障碍物的存在。

[0010]根据本发明的另一方面，为车辆提供了自动摆动式侧门。所述车门包括：启动器，用于开启和关闭车门；控制器，设有响应第一命令沿一个方向来至少部分的开启车门、并且响应第二命令沿另一方向至少部分的关闭车门来选择性移动启动器的算法；和至少一个障碍物传感器，构造成检测车门活动范围内的障碍物。所述控制器可操作地用于当检测到障碍物时中断车门的开启和关闭。

[0011]根据本发明的又一方面，一种用于自动开启设有用户可选车门开启角度的车门的方法，包括：选择和记录用户可选的车门开启角度，并检测车主可选的车门操作模式。所述方法包括：当检测到第一模式时利用可控启动器开启车门；当检测到第二模式时利用可控启动器关闭车门；并且当检测到第三模式时利用可控启动器将车门开启到所记录的用户可选开启角度。

[0012]根据本发明的另一方面，所述方法包括：当检测到第四模式时停止车门的运动，并且将车门保持在该位置上，直到再次检测到操作模式为止。

[0013]通过结合附图对实施本发明最佳实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

[0014]图1是设有本发明自动开启侧门的车辆的示意性透视图；

[0015]图2是可用于图1所示车辆的液压泵电路的示意图；

[0016]图3是可用于图1所示车辆的障碍物检测传感器的示意图；

[0017]图4是图表，描述了可用于本发明自动摆动车辆侧门的可选操作模式；和

[0018]图5是流程图，描述了选择性开启图1和2中车门的方法。

具体实施方式

[0019]参照附图，其中所有这几副附图中，相同的附图标记对应相同或相似的构件，图1中显示了设有一对前部侧门14F和一对基本相似的后部侧门14R的车辆10，侧门14F、14R优选构造为侧部铰接或侧部摆动式车门，用于出入乘客车厢16。车辆10设有可编程电子控制模块或控制器35，所述控制器与一个或多个启动装置或启动器30相通，并且适于或配置成用于控制所述启动器，启动器30可操作地连接到侧门14F，通过连接部32表示，并且适于响应各种用户或车主所选择的命令来自动移动或操作至少一个侧门14F、14R，正如下文所详细描述的。

[0020]遥控装置21A(例如按密钥卡或者其它门禁装置)能够发出用于开启或关闭至少一个侧门14F、14R的车门命令信号23，并配置有多个按钮25，每个按钮对应于单独的车门操作模式，这将在下文中参照图4做详细描述。同样，基本相似的控制面板21B设置在位于车辆10的乘客车厢16内的一个或多个便利的位置上，由此便于启动，控制面板21B同样适用于从车辆10内部自动开启和/或关闭至少一个侧部车门14F、14R。

[0021]侧门14F显示作为常规四车门私家轿车的前部侧门，并优选为常规的可进出乘客车厢16的侧部铰接或“侧部摆动”式车门。同时侧门14F和/或后部侧门14R可构造为与本发明一起使用，为了简化起见，下文中专门参照侧门14F。

[0022]侧门14F构造为打开到最大开启角度，即θ_max，θ_max值是在侧门14F的特定设计参数或限度内侧门14F开启角度可获取的最大值。另外根据本发明，侧门14F优选包括用户可选的可变开启角度，简写为θ_R并且在图1中以虚线示出，该角度可以编写并记录在存储器55内(参照图2)。所述可变开启角度(θ_R)具有可从大约0度(即完全关闭)到最大可获取开启角度(θ_max)(包括在内)变化的值。一旦将可变开启角度(θ_R)记录在控制器35的存储器55中(参见图2)，优选从那里快速获取作为提供进出乘客车厢16的单独定制选项的可获取控制参数或数值。

[0023]例如，当侧门14F充分打开到其最大可获取开启角(θ_max)和/或当用户或车主将车辆10停放在无障碍物的环境中时，具有足够灵活性并能舒适的抓握内部车门部12(例如扶手或门手把)的相对高的用户或者车主可能优选将可变开启角度(θ_R)的值选定为与最大可获取开启角(θ_max)基本相等。同样，不灵活的车主和/或在相对狭窄的环境(例如车库)里开启侧门14F的车主可能优选自动辅助或动力启动侧门14F使其开启到小于侧门14F的全部可获取活动范围的角度，即将侧门14F的运动停止在小于最大可获取开启角(θ_max)的可变开启角度(θ_R)上。

[0024]由于侧部摆动式侧门14F在运动掠过的范围内或者在侧门14F开启或关闭的路线中可能遇到各种障碍物11，车辆10优选配置有一个或多个障碍物检测传感器60，同样在图1中标注为“S”并且在下文中参照图3进行描述。传感器60构造为在开启和/或关闭侧门14F之前和/或过程中自动勘测和评估车辆10的紧接的四周环境，在图1中通过箭头18示出。利用接触和/或接近目标的感应能力，随着在侧门14F的开启和关闭方向上感应到障碍物11，可避免侧门14F与位于侧门14F活动范围内在车辆10外部的障碍物11(例如车辆、柱子、物体或人)之间即将发生和/或实际发生的接触或者使其最小化。为了为车辆10的车主提供警告或提醒，指示装置37优选设置在乘客车厢16内，以便当一个或多个侧门14F、14R靠近或者实际接触障碍物11时提供可视和/或可听见的警报或指示。

[0025]参照图2，所示控制器35具有可编程存储器55，并在所述存储器内存储、编辑或记录一种方法或控制算法100，所述算法可以很快被控制器35获得，用于根据本发明控制侧门14F的操作或启动(同样参见图1)。正如上文所述障碍物检测传感器60与控制器35相通。在优选实施例中，控制器35与马达驱动的液压泵40(例如固定或可移动泵)电相通，所述泵响应来自控制器35的信号或命令抽吸或加压来自集水池45的液体42的充足供给。液压过滤器38可选择性的设置在泵40和启动器30之间，如图所示从启动器30到集水池45之间设有回流路线。液压过滤器38优选包括褶状颗粒去除介质，其足够从液压流体42中将固体污染物去除到这样的水平，即：足以保护启动器30，使其处在它的特定设计耐受范围内，同时提供穿过过滤38的相对低的压力落差。

[0026]参照图3，障碍物检测传感器60(还可参见图1)显示为一套优选的接触式障碍物传感器70以及一套优选的非接触式障碍物传感器80。接触式障碍物传感器70优选包括车门角度传感器71、电流传感器72和/或液压熔断器73，传感器71、72和73在图3中标注为“主要障碍物检测传感器”，“次要障碍物检测传感器”是至少一个抗压传感器74，每一个接触式传感器70构造为提供关于侧门14F和障碍物11之间接触的信息(参见图1)。

[0027]瞬间车门角度传感器71(为简化起见在图3中标注为θ_i)构造为向控制器35提供关于侧门14F的精确瞬间位置或地点的信息，即侧门14F在任意给定时刻的位置，并且通过确定瞬间位置随时间的变化，由此还可操作地用于确定侧门14F速度的阈值变化，这可能在与障碍物11接触时发生(参见图1)。

[0028]电流传感器72(为简化起见在图3中标注为“电流”)构造为监控泵40所获取电流的变化(参见图2)，这可以在控制器35内或者另一个合适的位置内获取或测量。例如，如果侧门14F和障碍物11之间发生接触(参见图1)，侧门14F的检测速度将被减小到接近零的数值。接着，随着启动器30试图相对于障碍物11移动侧门14F，依次泵40将获取更多的电流，接着这会被电流传感器72检测或测量到，算法100(参见图1和5)会发现所存储的电流阈值被超出的时刻，即：指示与障碍物11接触的电流状态(参见图1)。

[0029]液压熔断器73(在图3中简单标注为“熔断器”)优选包括流体旁通阀部件56，适于通过根据需要改变液压流体42的方向(参见图2)来减小流过液压熔断器73的流体压力，从而防止侧门14F在朝着障碍物11的方向上的进一步移动(参见图1)。可根据需要检测或测量这种转向，以确定侧门14F的路线上障碍物11的存在。

[0030]最后，抗压传感器74(优选为现有技术中已知类型的光学纤维抗压传感器，其也可以是电阻、液压和/或另一适合的抗压带或其它抗压装置)构造为检测侧门14F和障碍物11之间的接触(参见图1)。这种接触的检测通常发生在侧门14F开启的时候，但是也可以在本发明范围内的关闭方向上操作。抗压传感器74构造为提供可测量或可检测的输出信号，所述信号响应施加在抗压传感器74上的力或压力(当侧门14F遭遇障碍物11时所施加的)而以已知方式发生变化。

[0031]仍旧参照图3，为了检测障碍物11(参见图1)，同样设有一个或多个非接触式障碍物传感器80，不需要侧门14F和障碍物11之间的实际接触。采用非接触式障碍物传感器80，可在侧门14F接触障碍物11之前发现障碍物11并起作用。根据本发明可使用不同传感器，例如超声波传感器81和/或光学/摄像传感器82，所述传感器构造或适于在侧门14F和障碍物11之间没有实际接触的情况下检测障碍物11。然而，根据本发明可使用其它非接触式障碍物传感器80，例如激光传感器、基于雷达的传感器和/或电磁传感器(EMF传感器)。非接触式障碍物传感器80优选在侧门14F开启和关闭的两个方向上起作用，并且可操作地用于检测设置在侧门14F活动范围内的障碍物11。

[0032]非接触式障碍物传感器80优选具有足够宽的视场，以便测量车辆10的四周区域，例如车库门、车辆、灯柱、行人、拖车、运动设备、自行车、收割机等。利用传感器80的输入，可允许侧门14F在相对于障碍物11的最小预定间隙内打开，一旦抵达所述间隙就停止。

[0033]参照图4，显示了列出侧门14F的六种优选的可选操作实施例的图表(还可参见图1和2)。可由车辆10的使用者或车主选择每种优选操作模式，例如利用接入装置21A和/或21B。模式1优选限定了“动力开启”周期，一旦选择该模式，控制器35控制侧门14F自动开启到它的最大可获取开启角(θ_max)。同样，模式2限定了“动力关闭”周期，一旦选择该模式，控制器35控制侧门14F的自动完全关闭。

[0034]模式3提供了模式1和2之间的中间选项，模式3限定了“停止-保持”周期，一旦选择该模式，控制器35控制车门14F的开启或关闭的中断。例如，车主可从车辆10内部或外部(参见图1)在第一时间按压按钮25(参见图1)，从而启动车门14F的开启或关闭，并且在第二时间中断或停止侧门14F的进一步行进或运动，例如在离开车辆10时当遭遇未检测或未预期的障碍物11(参见图1)的情况。例如当停在斜坡上或者在有风的条件下为了防止侧门14F打开的过大或者过远，模式3是优选的。

[0035]摸式4限定了“禁止自动功能”周期，一旦选择该模式，使控制器35暂时对侧门14F的自动开启或关闭不可操作，直到再次改变所述操作模式。例如当遇到大量障碍物11使得侧门14F的自动开启或关闭无法实施时，模式4是优选的，例如当在拥挤的车库或停车场停车时。

[0036]模式5限定了附加的“动力开启周期”，一旦选择该模式，控制器35执行使用者或车主选定和记录的(参见模式6)可变车门开启角度θ_R。正如上文参照图1所做的描述，可变车门开启角度θ_R可小于或等于侧门14F的最大可获取开启角度，这由特定车辆10的设计确定。例如，采用模式5，车辆10(侧门14F具有最大75°的开启角)的车主可设定或记录可变开启角(θ_R)为45°，这是为了较为容易的接触内部的车门部分12(参见图1)或者为了避免车库内的已知障碍物11。

[0037]最后，模式6限定了“θ_R的再编程选项”，一旦选择该模式，控制器35接受可变车门开启角度(θ_R)的更新值，例如通过用户界面(例如触摸屏装置(图中未示)或接入装置21A、21B上的附加输入装置(参见图1))、或者利用附带的启动按钮通过按压-保持模式对控制器35的编程。一旦接受，控制器35将可变车门开启角度θ_R的更新值记录在存储器55内(参见图2)。一旦经正确记录，车辆10的使用者或车主可选择上述任意可获取的车门操作模式。当在约束条件下停车时，例如在拥挤的停车场，为了防止侧门14F(参见图1)与停车场内的另一车辆之间的不经意接触，模式6是优选的。

[0038]参照图5，显示了本发明的算法100，算法100被编程或者以其它方式存储在控制器35的存储器55内(参见图2)。算法100起始于步骤102，控制器35检测用户选定的车门开启模式(参见图4)。一旦检测到或者验证车门操作模式，算法100进行到步骤104。

[0039]在步骤104时，算法100确定在前一步骤102所检测的模式是否与车门操作模式4相等，即“禁止自动功能”。如果所检测的模式确定为模式4，则算法100进行到步骤106，否则算法100进行到步骤108。

[0040]在步骤106时，算法100暂时禁止侧门14F的自动或动力开启/关闭功能，并返回到开始步骤。接着只能通过可获取的手动方法来使侧门14F变为可操作的，例如启动外部或内部门把手(图中未示)。

[0041]在步骤108时，算法100确定在步骤102所检测的车门操作模式是否分别等同于模式1或2，即“动力开启”或“动力关闭”模式。如果检测到模式1或2，算法100进行到步骤110。否则，算法100行进到步骤112。

[0042]在步骤110时，算法100执行在步骤102所检测的自动或动力开启/关闭周期。正如上述所描述的，“动力开启”和“动力关闭”分别指的是侧门14F的完全开启和完全关闭(参照图1)。

[0043]在步骤112时，算法100确定在步骤102所检测的车门操作模式是否等于模式5，即“动力开启(θ_R)”选项。如果检测到模式5，算法100进行到步骤114。如果没有检测到模式5，则算法100进行到步骤116。

[0044]在步骤114时，算法100获取存储在存储器55内的可变开启角(θ_R)的前述记录数值(参见图2)。算法100接着执行将侧门14F(参见图1)开启到可变开启角(θ_R)。

[0045]在步骤116时，算法100将可变开启角θ_R的用户可选值记录在存储器55内。一旦正确记录，响应上述可获取的车门操作模式1-5(参见图4)中的任意一种选择，接着可变开启角(θ_R)的值很容易被控制器35获取。

[0046]虽然已经详细描述了实施本发明的最佳模式，熟悉本发明所涉及领域的人员可意识到实施本发明的不同可选设计和实施例都落入附带的权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种车辆，包括：

车门角度传感器；

车门，设有一活动范围和最大车门开启角，所述车门还具有可由车辆的使用者选择、并可由所述车门角度传感器检测的可变和可检测车门开启角度，所述车门角度传感器还可操作地用于监控所述可变和可检测车门开启角度，以确定所述车门的速度变化，并由此检测设置在所述活动范围内的障碍物；

启动器，适于交替地开启和关闭所述车门；

控制器，设有响应第一命令沿一个方向移动启动器以至少部分地开启所述车门、并响应第二命令沿另一方向移动所述启动器以至少部分地关闭所述车门的算法；和

至少一个传感器，配置为检测在所述活动范围内所述障碍物的存在；

其中：所述控制器可操作地用于在检测到所述障碍物的所述存在时中断所述开启或所述关闭。

2.根据权利要求1的车辆，还包括：与所述启动器流体相通的液压泵，其中所述启动器通过所述液压泵所提供的液压流体压力驱动。

3.根据权利要求2的车辆，其中：所述至少一个的传感器包括设有旁通阀部件的液压熔断器，其中所述液压熔断器是接触式障碍物传感器，可操作地用于监控当所述车门和所述障碍物接触时流过所述旁通阀部件的液压流的流速变化，由此确定所述障碍物的所述存在。

4.根据权利要求2的车辆，其中：所述至少一个的传感器包括抗压传感器和电流传感器中的至少一个，配置为检测由所述液压泵获取的电能的变化。

5.根据权利要求1的车辆，还包括：至少一个非接触式障碍物传感器，配置为在车门和障碍物没有接触的情况下检测所述障碍物的所述存在。

6.根据权利要求1的车辆，还包括：指示装置，其可操作地用于在检测到所述障碍物的所述存在时提供可视和可听到的警告中的至少一种。

7.一种用于车辆的自动车门组件，包括：

摆动式侧门，具有一活动范围；

启动器，适于开启和关闭所述摆动式侧门；

设有算法的控制器，用于选择性的响应第一命令沿一个方向移动所述启动器以至少部分地开启所述摆动式侧门、以及响应第二命令至少部分的沿另一方向移动所述启动器由此关闭所述摆动式侧门；

至少一个接触式障碍物检测传感器，配置用于在所述摆动式侧门与所述障碍物接触时检测设置在车辆外部的障碍物的存在；和

至少一个非接触式障碍物传感器，配置为用于在车门和障碍物没有接触的情况下检测位于所述摆动式侧门的所述范围内所述障碍物的存在；

其中：所述控制器用于在检测到所述障碍物的所述存在时可操作地中断所述开启和所述关闭

8.根据权利要求7的组件，其中：所述摆动式车门具有可由车主选择的可选车门开启角。

9.根据权利要求7的组件，还包括：车门角度传感器，用于确定所述侧部摆动式车门的瞬间车门开启角度、以及用于基于所述瞬间车门开启角度的变化速度来计算所述侧部摆动式车门的速度变化由此检测所述障碍物的所述存在。

10.根据权利要求7的组件，还包括：与所述启动器流体相通的液压泵，其中所述启动器通过所述液压泵所提供的液压流体压力驱动。

11.根据权利要求10的组件，还包括：设有旁通阀部件的液压熔断器，其中所述至少一个接触式障碍物检测传感器就是所述液压熔断器，并且可操作地用于监控当所述摆动式侧门和所述障碍物接触时流过所述旁通阀部件的液压流的变化。

12.根据权利要求7的组件，其中：所述至少一个的障碍物检测传感器包括抗压传感器，所述抗压传感器具有响应所述摆动式车门和所述障碍物之间接触所提供阻力而发生变化的可检测输出。

13.根据权利要求7的组件，还包括：指示装置，其可操作地用于在检测到所述障碍物的所述存在时提供可视和可听到的警告中的至少一种。

14.一种用于自动开启设有用户可选车门开启角度的侧部摆动式车门的方法，所述车门可操作地连接到可控启动器，所述方法包括：

选择和记录用户可选的车门开启角度；

检测车门多种操作模式中的一种，所述多种操作模式包括第一、第二和第三操作模式；

当检测到所述第一模式时利用可控启动器完全开启所述车门；

当检测到所述第二模式时利用可控启动器完全关闭所述车门；和

当检测到所述第三模式时利用所述可控启动器将所述车门部分开启到所记录的用户可选开启角。

15.根据权利要求14的方法，包括：提供停止-保持功能的第四操作模式，其中所述方法进一步包括当选择所述第四操作模式时将车门的运动停止在一个位置上，并且将车门保持在所述位置上，直到再次检测到所述多种操作模式中的一种。

16.根据权利要求14的方法，还包括：检测经由抗压传感器的输出的变化，由此检测车门和障碍物之间的所述接触。

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