CN105681646B - 带有微处理器控制的隐藏的摄像头组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的隐藏的摄像头组件，包括盖、摄像头、脉冲宽度调制驱动电机、将驱动电机连接至盖和摄像头的联动装置以及控制系统。控制系统调制驱动电机的输出并且在摄像头于隐藏或初始位置与完全展开位置之间移位时电子监控隐藏的摄像头组件的操作。

Description

带有微处理器控制的隐藏的摄像头组件
技术领域
本文件大体而言涉及用于机动车辆的摄像头系统，并且更具体地，涉及带有用于实现最高操作效率和整体性能的微处理器控制和脉冲宽度调制驱动电机的隐藏的摄像头组件。
背景技术
本领域已知的是提供用于车辆的摄像头组件，其中摄像头通常隐藏在诸如车辆徽章或标志的盖后面。当被致动时，盖打开并且摄像头展开以提供在允许操作者更好的操作车辆时可用的期望的视野。这种摄像头组件例如披露在于2014年8月25日提交的并且题为“用于车辆的隐藏的摄像头系统”的美国专利申请系列第14/467,841号中，其全部内容通过引用结合于此。
发明内容
本文件涉及一种隐藏的摄像头组件，其将控制系统与微处理器控制和脉冲宽度调制驱动电机结合。该控制系统允许对在隐藏位置与完全展开位置之间的所有摄像头运动进行电子监控。这样的控制系统可实现多个显著的益处和优势，这包括但不限制于：(a)打开速度和关闭速度的差异；(b)较慢的关闭速度可实现更有效的障碍物检测和防夹控制以及实现摄像头盖的更好密封的软关闭及随后的动力碰撞；(c)较快的打开速度能够在系统启动时使系统启动延时最小化；以及(d)增加的动力以驱动系统从而使关闭的盖摆脱任何将该盖保持在关闭位置中的冰。
根据本文描述的目的和益处，提供了一种用于车辆的隐藏的摄像头组件。该隐藏摄像头组件包括盖、摄像头、脉冲宽度调制驱动电机、将驱动电机连接至盖和摄像头的联动装置以及控制系统。控制系统调制驱动电机的输出并且在隐藏的摄像头组件从其初始位置展开以及返回至其初始位置时电子地监控该隐藏的摄像头组件的操作。
更具体地，控制系统提供第一操作模式和第二操作模式，在第一操作模式中摄像头以第一时间框架F1展开，在第二操作模式中摄像头以第二时间框架F2隐藏，其中F1<F2。此外，控制系统提供第三操作模式，其中送至驱动电机的动力增加有限的一段时间以使盖摆脱任何将其保持在关闭位置中的冰。
控制系统包括至少一个设置在联动装置上的位置标记器和至少一个用于检测该位置标记器的传感器。控制系统还包括响应于来自传感器的输入数据操作驱动电机的控制器。
在一个可能的实施例中，位置标记器是磁性元件。在一个可能的实施例中，传感器是霍尔传感元件。在一个可能的实施例中，控制器是例如微处理器控制器或电子控制单元(ECU)的计算装置。
在一个可能的实施例中，控制系统包括电路板并且所述至少一个霍尔传感元件和计算装置设置在该电路板上。在一个可能的实施例中，联动装置包括传动装置，传动装置包括至少一个齿轮并且磁性元件设置在该齿轮上。在一个可能的实施例中，联动装置包括传动装置、曲柄臂、第一连杆、第二连杆、盖支撑支架和摄像头安装支架。
根据额外的方面，提供了一种操作用于机动车辆的隐藏的摄像头组件的方法。该方法可宽泛地描述为包括以下步骤：将摄像头在第一时间框架F1中从隐藏位置移位至完全展开位置；以及将摄像头在第二时间框架F2中从完全展开位置移位至隐藏位置，其中F1<F2。此外该方法可包括以下步骤：在摄像头接近完全展开位置时减小摄像头运动的速度。此外该方法还可包括在摄像头接近隐藏位置时减小摄像头运动的速度。
在一个可能的实施例中，该方法包括(a)在摄像头移位至隐藏位置中时将盖倚靠机动车辆的罩板关闭，(b)检测盖与罩板上的密封件的接触，以及(c)在初次接触之后增加送至驱动电机的动力以将盖倚靠罩板密封。
在一个可能的实施例中，该方法包括在摄像头于隐藏位置与完全展开位置之间移位时监控摄像头组件的摄像头和盖的位移。该方法还包括如果摄像头在预定的时间框架内未从隐藏位置朝向完全展开位置移位，则增加送至驱动电机的动力以便使盖摆脱任何将盖保持在关闭位置中的冰。
更进一步地，该方法可包括如果为了使盖摆脱冰是必要的则多次增加动力的步骤。
在如下的说明书中，示出和描述了摄像头系统的若干优选的实施例。然而应当意识到，在不背离以上所述的摄像头系统以及以下所述的权利要求的情况下，该摄像头系统能够是其他不同的实施例并且它的若干细节能够在各种、明显的方面修改。因此，附图和描述在本质上应该被认为是示例性的而非限制性的。
附图说明
结合于此并且形成为说明书的一部分的附图，示出了摄像头系统的若干方面并与文字说明一起用于解释其中的特定原理。在附图中：
图1是配备有当前摄像头系统的车辆的正视等高视图，摄像头系统被示出为处于缩回或者关闭位置以使摄像头通过设置在车辆上的制造商徽章或盖从视线中隐藏。
图2是处于缩回位置的摄像头系统的第一详细左侧局部视图。
图3是处于缩回位置的摄像头系统的第二详细右侧局部视图。
图4是处于完全展开位置的摄像头系统的第一详细左侧局部视图。
图5是处于完全展开位置的摄像头系统的第二详细右侧局部视图。
图6是摄像头连杆的详细立体图，其中在摄像头处于完全展开位置时设置在摄像头连杆上的邻接部接合第一止挡部。
图7是摄像头连杆的详细立体图，其中在摄像头处于完全缩回位置且盖在摄像头上关闭时摄像头连杆上的邻接部接合第二止挡部。
图8是示出连接至用于摄像头的支撑臂的偏置元件或扭转弹簧的横截面视图。
图9是示出摄像头清洗系统的详细正视等高视图。
图10是用于隐藏的摄像头组件的控制系统的示意性框图。
图11a至图11c示出了在摄像头从完全展开位置移位至隐藏或初始位置时磁性元件相对于霍尔传感元件的位置。
现详细地参照附图以描述摄像头系统的优选实施例，其实例在附图中示出。
具体实施方式
现参照图1，示出了配备有隐藏在盖12后面的隐藏的摄像头组件10的车辆V，该盖12在所示实施例中由制造商徽章形成。如图2和图3中所示出的，隐藏的摄像头组件10包括保持摄像头16的壳体14、脉冲宽度调制驱动电机18以及联动装置22，联动装置22包括将驱动电机18连接至盖12和摄像头16的相关的齿轮传动装置20。垫圈17被设置在壳体14的前部开口19的周围并且在盖12关闭时密封壳体的前部。
如图所示，除了齿轮传动装置20之外，联动装置22包括曲柄臂24、第一连杆26、第二连杆28、盖12安装于其上的盖支撑支架30、以及摄像头安装支架32。更具体地，曲柄臂24通过旋转驱动轴34连接至齿轮传动装置20。曲柄臂24的相对端通过枢轴销36连接至第一连杆26。第一连杆26的第二端通过枢轴销38连接至第二连杆28。第二连杆28的第一端通过枢轴销40连接至盖支撑支架30。第二连杆28的第二端通过凸轮或滚轴42连接至摄像头安装支架32，凸轮或滚轴42容纳在设置于摄像头安装支架上的导轨43中并在其中移动。
进一步可理解的，第二连杆28通过容纳在凸台44中(还见图7)的枢轴销45在第一点处枢转地安装至壳体14。连接第一和第二连杆26,28的枢轴销38于第一点和第二端之间设置在连杆28上的第二点处。在如图所示的实施例中，第二连杆28是大致C形形状。
摄像头安装支架32包括凸缘46以及其他相关结构以接合摄像头16的壳体48并牢固地保持摄像头。摄像头安装支架32依靠第一枢转支撑臂50枢转地连接至壳体14。更具体地，支撑臂50依靠凸台52枢转地支撑在壳体14上。盖支撑支架30(以及因此支撑在其上的盖12)依靠第二枢转支撑臂54枢转地安装至壳体14。更具体地，第二支撑臂54在凸台56上枢转地安装至壳体14。
图2和图3示出了隐藏的摄像头组件10，其中摄像头16处于完全缩回位置并且摄像头通过盖(为了清楚从图中被删除)从视线中隐藏。当被致动时，摄像头16被移动至如图4和图5所示的完全展开位置。更具体地，驱动电机18通过齿轮传动装置20和驱动轴34操作以使曲柄臂24沿动作箭头A的方向旋转。这使得第一连杆26沿动作箭头B的方向平移，从而使第二连杆28围绕凸台44沿动作箭头C的方向枢转。这同时引起盖12围绕凸台56枢转打开并且摄像头16围绕凸台52枢转地展开。当摄像头16和盖12两者都处于完全展开位置时从摄像头安装支架32的侧面突出的邻接部58接合位于壳体14上的止挡部60。在此应当理解的是，以围绕凸台52容纳的扭转弹簧62为形式的偏置元件将摄像头16朝向完全展开位置偏置。见图8。这确保在每次展开期间摄像头16都能被反复地完全展开至相同的位置。更具体地，扭转弹簧62具有在插槽66中固定至壳体14的第一端64以及接合摄像头安装支架32的第二端68。
当期望缩回摄像头16时，驱动电机18沿相反方向驱动。这使得曲柄臂24沿与动作箭头A相反的方向驱动，继而引起驱动连杆26沿与动作箭头B相反的方向平移。因此，第二连杆28沿与动作箭头C相反的方向枢转从而引起摄像头16缩回同时盖12关闭。当摄像头16完全缩回并且盖12完全关闭时，邻接部58接合形成在壳体14上的第二止挡部70。见图7。
如图9所示，隐藏的摄像头组件10还可包括用于清洗摄像头16的镜头或盖窗口72的喷嘴71。更具体地，在每次清洗循环期间，由泵(未示出)将清洗流体通过输送管路74供给至喷嘴71并且以清洗流76喷出越过镜头和盖窗口72。每次车辆操作者接合雨刷清理器以清洗挡风玻璃时这种清洗循环可从车辆内部启动。
现参照图10，图10是示出了控制系统100的示意性框图，控制系统100调制驱动电机18的输出并且在摄像头16和盖12在初始位置和展开位置之间移动时电子地监控摄像头16和盖12的位移。该控制系统100包括安装在印刷电路106上的两个霍尔传感元件102、104(还参见图5和图11a至图11c)和以计算装置(例如专用微处理器或ECU)为形式的控制器108。此外，该系统100还包括以磁性元件110为形式的位置标记器，其设置在齿轮传动装置20的其中一个驱动齿轮112上。控制系统100用于提供多个操作益处和优势，这些益处和优势将在其操作方法的以下描述中将变得清晰。
现参照图11a，其示出了在盖12完全打开并且摄像头16位于完全展开位置(如在图4中所示)时，齿轮112上的磁性元件110相对于在邻近的电路板106上的霍尔传感元件102的位置。当摄像头16从完全展开位置移位至在图3中示出的隐藏位置时，驱动齿轮112在顺时针方向上(见图11a中的动作箭头C)旋转使磁性元件110移动经过霍尔传感元件102并且然后位于经过霍尔传感元件104的周围上，直到该磁性元件110到达在图11c中示出的对应于摄像头隐藏位置的位置。
在该操作实例中，车辆操作者按压致动器114，致动器114沿信号线路116发送控制信号至控制器108。然后控制器108沿线路118发送控制信号至脉冲宽度调制驱动电机18，从而引起驱动电机将摄像头16和相关的盖12从在图4和图11a中示出的展开/打开位置移位至在图3和图11c中示出的关闭或初始位置。控制器118监控/计数驱动电机18的旋转并且将其与代表盖12仅距离车辆的罩板120大约4mm的位置的已知值进行比较。此时，齿轮112上的磁性元件110位于在图11b中示出的在霍尔传感元件102与霍尔传感元件104之间的中间位置。这时，控制器放慢驱动电机18的操作转速以在盖开始与围绕壳体14的前部开口19设置的垫圈17接合时实现软关闭。该接触发生在磁性元件110经过霍尔传感元件104时。根据对磁性元件110的感测，信号从霍尔传感元件104沿信号线路122发送至控制器108。响应于该信号，控制器108增加至驱动电机18的动力，使得在电机停转时盖与罩板120平齐地完全压缩垫圈17并抵靠垫圈17安置。
应当理解，当摄像头16从图4和图11a中所示的展开位置移位至图11b中所示的中间位置(在该位置盖12与罩板120之间仅有4mm的间距)时，控制器以障碍物检测模式操作。因此，控制器监控驱动电机的电流消耗。任何急剧增加的电流都表明与障碍物接触，从而引起控制器立即使驱动电机18方向反转并且在不压碎接触的障碍物的情况下再次打开盖12。相反地，一旦盖已经到达在盖与罩板120之间狭窄的4mm宽的间隙的中间点时，则控制器暂停障碍物检测以防止在盖接触垫圈17时盖12向展开位置的任何错误返回。
当摄像头16从图3和图11c中所示的隐藏或初始位置移位至图4和图11a中所示的完全展开位置时，齿轮112在逆时针方向上旋转并且磁性元件110沿弧线扫过霍尔传感元件104并且然后经过霍尔传感元件102。根据接收到来自致动器114的展开摄像头16的信号，控制器108沿线路118发送控制信号至驱动电机18以开始将摄像头朝向展开位置移位。如果霍尔传感元件104在预定量的一段时间内未检测到磁性元件110的经过并且温度传感器124向控制器108指示温度低于水的冰点，则控制器进入第三或破冰操作模式。在该模式中，控制器108发送引导额外动力至驱动电机18的信号以帮助盖12摆脱任何将盖保持在关闭位置中的冰。如果必要的话，这种动力的增加可进行多次致动循环直到破冰并且盖开始朝向展开位置移位。当磁性元件110经过霍尔传感元件104时，控制器108减小送至驱动电机18的动力从而驱动盖以其正常打开速度(快于正常关闭速度)打开。一旦磁性元件110经过第二霍尔传感元件102，则该传感元件沿线路126发送检测信号至控制器108。作为响应，控制器增加送至驱动电机18的动力以帮助确保在电机停转时摄像头总是完全展开至倚靠止挡部60的相同位置。
应当理解，控制系统100通过控制器108的操作以及脉冲宽度调制驱动电机18的脉冲宽度调制实现了打开速度和关闭速速的完全差异。更具体地，当车辆的操作者出于看见车辆V的前部处的障碍物的目的而请求摄像头16展开时，摄像头16可以大约700ms的第一时间框架F1展开，从而提供系统的快速启动和最小延时。相反地，在第二操作模式中，摄像头以大约1.5秒的第二时间框架F2隐藏。因此应当理解，第一时间框架F1基本上小于第二时间框架F2。有利地，较慢的关闭时间和速度允许更好的力增加检测并且因此允许更好的障碍物检测，这导致更好的防夹控制。此外，这还实现了软关闭及随后的在完全关闭处的动力碰撞，从而实现更好的垫圈或密封件17的压缩以及盖12的一致的闭合位置。如上所述，第三操作模式可实现在人们期望展开摄像头用于操作时使盖12摆脱任何可将该盖保持在关闭位置中的冰。
应当理解，控制器108和脉冲宽度调制驱动电机18共同作用，从而使得即使在车辆电压变化时也可在第一模式和第二模式中实现一致的操作速度。在基本上任何操作情况下这都可确保盖12和摄像头16的适当的展开和返回。
以上所述出于示例和描述的目的呈现。并不意在详尽描述或将摄像头组件10限制成所公开的精确形式。例如，在示出的实施例中，控制系统100包括单一位置标记器/磁性元件110和两个霍尔传感元件102、104。如果出于任何原因期望的话，该控制系统100可替代地包括多个位置标记器/磁性元件110或从1至5或6个霍尔传感元件。此外，应当理解，位置标记器和传感器可采取其他的形式。这些在示出的实施例中被选择是因为它们比机械开关更加可靠并且不存在机械磨损。根据以上教导可进行明显的修改和变化。当根据权利要求的公平的、合法的、公正的宽度解释时，所有这些修改和变型落在所附权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种用于机动车辆的隐藏的摄像头组件，包括：
盖；
摄像头；
脉冲宽度调制驱动电机；
联动装置，将所述驱动电机连接至所述盖和所述摄像头；
控制系统，调制所述驱动电机的输出以及电子监控所述摄像头在隐藏位置与展开位置之间的移位，所述控制系统包括设置在所述联动装置上的至少一个位置标记器、用于检测所述至少一个位置标记器的至少一个传感器和温度传感器；
其中，所述控制系统提供第一操作模式和第二操作模式，在所述第一操作模式中所述摄像头以第一时间框架F1展开并且在所述第二操作模式中所述摄像头以第二时间框架F2隐藏，其中F1<F2；
并且，所述控制系统提供第三操作模式，在所述第三操作模式中，送至所述驱动电机的动力增加有限的一段时间以使所述盖摆脱任何将所述盖保持在关闭位置的冰，并且如果所述至少一个传感器在预定量的一段时间内未检测到所述至少一个位置标记器经过并且所述温度传感器指示温度低于水的冰点，则控制器进入第三操作模式。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述控制系统包括响应于来自所述至少一个传感器的输入数据操作所述驱动电机的控制器。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述至少一个位置标记器为磁性元件。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述至少一个传感器为霍尔传感元件。
5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述控制器为计算装置。
6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述控制系统包括电路板，并且所述至少一个霍尔传感元件和所述计算装置设置在所述电路板上。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述联动装置包括传动装置，所述传动装置包括至少一个齿轮并且所述磁性元件设置在所述至少一个齿轮上。
8.根据权利要求6所述的组件，其中，所述联动装置包括传动装置、曲柄臂、第一连杆、第二连杆、盖支撑支架和摄像头安装支架。
9.一种操作用于机动车辆的隐藏的摄像头组件的方法，包括：
将摄像头在第一时间框架F1中从隐藏位置移位至完全展开位置；以及
将所述摄像头在第二时间框架F2中从所述完全展开位置移位至所述隐藏位置，其中F1<F2，并且控制系统电子监控所述摄像头在所述隐藏位置与所述展开位置之间的移位和调制驱动电机的输出，所述驱动电机通过联动装置连接至盖和所述摄像头，其中所述控制系统包括设置在所述联动装置上的至少一个位置标记器、用于检测所述至少一个位置标记器的至少一个传感器和温度传感器；以及
如果所述至少一个传感器在预定量的一段时间内未检测到所述至少一个位置标记器经过并且所述温度传感器指示温度低于水的冰点，将送至所述驱动电机的动力增加有限的一段时间以使所述盖摆脱任何将所述盖保持在关闭位置的冰。
10.根据权利要求9所述的方法，包括在所述摄像头接近所述完全展开位置时减小摄像头运动的速度。
11.根据权利要求10所述的方法，包括在所述摄像头接近所述隐藏位置时减小摄像头运动的速度。
12.根据权利要求11所述的方法，包括(a)在所述摄像头移位至所述隐藏位置中时将所述盖倚靠所述机动车辆的罩板关闭，(b)检测所述盖与所述罩板上的密封件的接触，以及(c)在初次接触之后增加送至驱动电机的动力以将所述盖倚靠所述罩板密封。
13.根据权利要求12所述的方法，包括在所述摄像头于所述隐藏位置与所述完全展开位置之间移位时监控所述摄像头组件的所述摄像头和所述盖的位移。
14.根据权利要求13所述的方法，包括如果所述摄像头在预定的时间框架内未从所述隐藏位置朝向所述完全展开位置移位，则增加送至所述驱动电机的动力以便使所述盖摆脱任何将所述盖保持在关闭位置中的冰。
15.根据权利要求14所述的方法，包括如果为了使所述盖摆脱所述冰是必要的，则多次增加所述动力。
16.根据权利要求9所述的方法，包括在所述摄像头于所述隐藏位置与所述完全展开位置之间移位时监控摄像头组件的位移。
17.根据权利要求16所述的方法，包括如果所述摄像头在预定的时间框架内未从所述隐藏位置朝向所述完全展开位置移位，则增加送至所述驱动电机的动力以便使盖摆脱任何将所述盖保持在关闭位置中的冰。
CN201510881485.4A 2014-12-04 2015-12-03 带有微处理器控制的隐藏的摄像头组件 Active CN105681646B (zh)

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