CN106437385B - 可编程车门助力 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种助力装置。马达可操作地连接到车辆的车门。控制器控制马达并且用户输入装置向控制器提供一个或多个用于控制车门摆动的用户输入选择。

Description

可编程车门助力
技术领域
本发明总体涉及用在机动车辆车门上的装置，并且更具体地涉及为车门提供打开和关闭辅助两者并且在关闭时限制车门摆动速度的助力装置。
背景技术
机动车辆车门可以包括辅助打开和关闭车辆车门的装置。该装置也可以包括感测附近对象的能力，该对象在进入和离开而打开车辆车门时会被接触到。当打开时，如果车辆车门摆动的足够快或足够猛烈地撞击对象，车门则会承受损坏。这些装置通常使用位于车门外表面上的传感器来感测与对象的距离并且确定对象是否位于车门预计的摆动路径内。已知装置总体不能提供在车门的铰接位置处打开和关闭车门所需的动力。因此需要一种装置，其中在助力装置控制下打开和关闭车门，该助力装置被连接到车辆车门的一个或多个铰接件，并且进一步地，其中助力装置被编程为容许用户控制车门摆动性能。需要使用具有有限整体封装尺寸的装置在车门到车身间距的标准范围内来实施助力功能。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种助力装置。马达可操作地连接到车辆车门。控制器控制马达并且用户输入装置向控制器提供一个或多个用于控制车门摆动的用户输入选择。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆车门总成。该车辆车门总成包括车门和助力装置，助力装置具有可操作地连接到车门的马达、用于控制马达的控制器以及用户输入装置，用户输入装置用于向控制器提供一个或多个用于控制车门摆动的用户输入选择。
根据本发明的又一方面，提供一种控制车辆车门的车门摆动的方法。该方法包括将马达可操作地连接到车门并且基于一个或多个用户输入选择来控制马达的步骤，用户输入选择是通过与马达通信的用户输入装置来作出的。
本领域的技术人员一经研究下列说明书、权利要求以及附图就可以理解和领会本发明的这些以及其它方面、目标以及特性。
附图说明
在图中：
图1是根据一个实施例的车辆的透视图，该车辆具有位于关闭位置的驾驶员侧车门，该车门具有连接到车门的助力装置；
图2是图1的车辆的透视图，驾驶员侧车门示出位于打开位置；
图3是车门的局部透视图，外面板被移除以示出车门内面板和车辆铰接立柱之间的连接部；
图4A是车门的局部透视图，以虚线示出位于关闭位置的内面板以及设置在车门和铰接立柱之间的助力装置；
图4B是图4A的车门沿位置IVB截取的透视图；
图4C是图4A的车门的透视图；
图4D是图4A的车门的后视透视图；
图5A是车辆车门和助力装置的局部分解视图；
图5B是图5A的车门和助力装置的局部组装视图，车门以虚线示出位于打开位置；
图6是车门的俯视平面图，示出车门沿车门摆动路径在打开和关闭位置之间的相对运动；
图7是示出根据一个实施例的车门总成的示意图；以及
图8是车门的俯视平面图，示出车门制动装置沿车门摆动路径的位置，其阻止车门与障碍物碰撞。
具体实施方式
这里为了说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”和它们的派生词应当与本发明如图1中的定向相关。但应理解的是，本发明可以采取各种可选的定向，除非有明确相反的规定。也应该理解的是，在附图中示出的以及在下列说明书中描述的特定装置和程序仅仅是所附权利要求所限定的发明构思的示例性实施例。因此，关于这里所公开的实施例的特定的尺寸以及其它物理特性不应认为是限制，除非权利要求另有明确表述。
现在参照图1，附图标记10总体指代设置在示例性机动车辆12上的助力装置。在图1中示出的机动车辆12是机动车辆或汽车的示例性实施例，该车辆具有车身14，车门16可转动地安装在车身14上。如图1所示，助力装置10设置为邻近车门16并且可操作和结构上连接到车门16以辅助车门16在打开和关闭位置之间移动，如下文进一步说明的。车辆16的运动受控制器11控制，控制器11配置用于控制助力装置10。图1中示出的车门16是前侧车门，更具体地是驾驶员侧车门，但可以想到的是，任何车辆车门都可以使用当前构思的助力装置10。车门16示出为利用一个或多个铰接件铰接到车身14的A立柱18，如下文进一步所述的。车门16包括外面板17并且在图1中示出位于关闭位置，其中可以想到车门16被锁定到车身14的B立柱22。车辆12进一步包括后车门20，后车门20铰接地连接到B立柱22以在组装中锁定到C立柱24。车身14进一步包括下边梁面板26和驾驶员侧前围板28，如图1所示。
现在参照图2，车门16示出位于打开位置。由于铰接地连接到A立柱18的铰接立柱18A，车门16沿箭头30所示的车门摆动路径在打开位置和关闭位置之间枢转或摆动。可以想到理由利用助力装置10选择性地驱动车门16在打开位置(图2)和关闭位置(图1)之间的运动。
现在参照图3，车门16示出位于关闭位置，外面板17(图1和图2)被移除以显露连接到车门16内面板19的上和下铰接总成32、34。上和下铰接总成32、34在铰接立柱18A处将车门16可旋转地连接到车辆车身14并且配置用于承载车门16在打开位置和关闭位置之间移动时的车门16负荷。门制(door check)(未示出)也可以被用于辅助承载车门16的负荷，并且总体定位在沿内面板19的上铰接总成32和下铰接总成34之间。上铰接总成32和下铰接总成34大体具有类似的部件，在这里该部件针对上铰接总成32和下铰接总成34两者使用相同的附图标记。更具体地，上铰接总成32由固定铰接部36和移动铰接部38限定。固定铰接部36和移动铰接部38总体由支架限定，支架将车门16可枢转地连接到A立柱18。更具体地，固定铰接部36在铰接立柱18A处使用紧固件39或其它类似的连接装置被安装到A立柱18。移动铰接部38通过铰接销钉(下文标识和说明)可转动地安装到固定铰接部36，铰接销钉容许移动铰接部38在车门16沿车门摆动路径30打开和关闭时相对于固定交接部36枢转。移动铰接部38通过紧固件39固定地连接到内面板19的侧壁19A。
进一步如图3所示，封装舱40由车门内面板19的侧壁19A和19B以及铰接立柱18A限定。如图3所示，侧壁19A大体垂直于侧壁19B，并且侧壁19B大体平行于铰接立柱18A。在组装中，封装舱40总体通过部分前侧围板28(图1和2)封闭。如图3中进一步所示，封装舱40限定用于安装助力装置10的间隙或空间，如下文参照图4A进一步说明的。由封装舱40限定的空间容积是有限的并且在大多数机动车辆中在该位置总体是珍贵的。因此，当前构思的目标是提供一种有效的助力装置，该装置可以在不改变由封装舱40边界所限定的现有结构的情况下，适当地安装在封装舱40区域内。进一步如图3所示，车门16也可以包括一个或多个加强带21、23，以在由助力装置10所施加到车门16上的扭力方面加强内面板19。
现在参照图4A，助力装置10示出为设置于位于车门16和铰接立柱18A之间的封装舱40内。图4A中示出的助力装置10具有总体的圆柱状主体部分90，设想主体部分90在直径上是约70mm并且在竖直长度上115mm。具有这样的配置，助力装置10可以安装到有限的封装舱40边界内。在图4A所示的实施例中，上铰接总成32包括改进的固定铰接部36A，与图3所示的固定铰接部36相比该铰接部更宽并且更稳固。改进的固定铰接部36A在图4A中示出为安装在铰接立柱18A。移动铰接部38示出为设置在固定铰接部36A的上安装部54(图4B)上，并且助力装置10设置在固定铰接部36A的下安装部56上。改进的固定铰接部36A提供上铰接总成32和铰接立柱18A之间的稳固连接以承载车门16的负荷，以及承载助力装置10在被用于辅助打开和关闭车门16时所施加的任何扭矩负荷。可以想到的是，作为最传统车辆车门，车门16可以重约90磅或作为组装后的单元可以更重。下文将说明关于利用助力装置从铰接位置驱动以移动车门16所需的扭矩要求的另外的信息。
现在参照图4B，上铰接总成32的固定铰接部36A示出为具有第一部分50，第一部分50具有穿过其间设置的安装孔51，安装孔51用于将第一部分50安装到铰接立柱18A。固定铰接部36A进一步包括第二部分52，第二部分52从第一部分50沿大体垂直的方向向外延伸。第二部分52包括上安装部54和下安装部56。上安装部54与下安装部56分开以限定位于其间的U型夹。上安装部54和下安装部56之间的空间提供足够的间隙，该间隙用于将助力装置10连接到下安装部56并且调整助力装置10的位置所需的工具加工，并且用于通过铰接销钉60将移动铰接部38连接到上安装部54。铰接销钉60包括头部62和主体部分64，主体部分64在上安装部54处将固定铰接部36A可枢转地连接到移动铰接部38。如上文指出的，在组装中移动铰接部38被连接到内面板19的侧壁19A，以使移动铰接部38连接到车门16并且与车门16一起移动。类似地，助力装置10被连接到具有设置在L形配置中的第一部分72和第二部分74的L形支架。第一部分72设置为邻近固定铰接部36A下安装部56，以通过驱动轴80将助力装置10连接到下安装部56。更具体地，驱动轴80在下安装部56处通过固定铰接部36A的孔56’将助力装置10连接到上铰接总成32。驱动轴80利用本领域已知的任何方式——例如机械加工的压配合或螺栓连接件——在驱动轴80的上部80A固定地连接到固定铰接部36A。驱动轴80的上部80A也可以包括成角度的截面配置，该配置与固定铰接部36A的安装孔56’的成角度配置互补，以将驱动轴80更好地连接到固定铰接部36A。被固定连接到固定铰接部36A，驱动轴80用作助力装置10的枢转轴线。助力装置10在内面板19处通过L形支架70的第二部分74被安装到车门16，L形支架被连接到内面板19的侧壁19A，以使L形支架70与车门16一起在打开位置和关闭位置之间转动，同时驱动轴80保持固定地连接到上铰接总成32的固定铰接部36A。以这种方式，助力装置10实质上在内面板19处连接到车门16并且可操作地连接到上铰接总成32，以驱动或控制车门16的打开和关闭，如下文进一步所述的。
进一步参照图4B，助力装置10示出为具有连接到驱动轴80下部80B的马达92。马达92以及驱动轴80的下部80B在驱动接合时可操作地彼此连接并且容纳在助力装置10的圆柱形主体90内。可以想到马达92是电动马达、动力绞车、致动器、伺服马达、电螺线管、气缸、液压缸或具有提供在打开位置和关闭位置以及各种定位位置之间移动车门16所需扭矩所需足够动力的其它类似机构，其从车门16的铰接点开始驱动。因此，马达92配置为以枢转或旋转的方式作用在驱动轴80上。在驱动轴80的上部80A固定地连接到上铰接总成32的情况下，助力装置10圆柱形主体部分90会以箭头94所示的方式绕驱动轴80限定的枢转轴线旋转。在助力装置10通过L形支架70连接到内面板19的情况下，助力装置10的圆柱形主体部分90的转动运动与车门16在打开位置和关闭位置之间的枢转运动相关。进一步如图4B所示，助力装置10包括具有设置在其上的电连接器98的下部箍96，电连接器98驱动装置10并且用于从控制器11(图1)接收信号信息，以将用户命令转换为助力车门功能。
现在参照图4C和4D，车门侧中间支架84被连接到内面板19侧壁19A与L形支架70的第二部分74相对的一侧。以这种方式，内面板19的侧壁19A被夹在位于第二部分74处的L形支架70和车门侧中间支架84之间。车门侧中间支架84包括孔84’，孔84’使用如螺栓的紧固件连接到设置在L形支架70的第二部分74上的配合安装孔。车门侧中间支架84是改进的车门侧支架，其提供了车门内面板19和助力装置10之间的加强连接，以当车门16在打开位置和关闭位置之间移动时有助于在施加到助力装置10或由助力装置10施加的力中稳定该系统。具体参照图4D，车门侧中间支架84包括延伸的上部85A，延伸的上部85A包括通过侧壁19A连接到L形支架70的孔84’。车门侧中间支架84进一步包括下部85B，下部85为门制装置(未示出)提供加强作用。如图4D中进一步示出的，车门侧上支架82和车门侧下支架86也设置在侧壁19A相对于助力装置10的相对侧。车门侧支架82、84和86一起充当加强板，分别为上铰接总成32、助力装置10和下铰接总成34提供加强作用。以这种方式，当前构思的车门16在内面板19与铰接立柱18A的连接处通过助力装置10的上铰接总成32和下铰接总成34以及L形支架70利用车门侧支架82、84、86被大大加强。车门16也可以通过在车门16的整个长度上将一个或多个加强带21、23(图3)连接到车门侧中间支架84和内面板19来进一步强化以抵抗助力装置10的扭矩。
现在参照图5A，在分解视图中示出了车门16，车门16具有被移除的外面板17(图1)和以虚线分解开的内面板19。车门侧中间支架84示出为从内面板19分解开，并且上铰接总成32示出为具有从铰接立柱18A分解开的固定铰接部36A和从内面板19的侧壁19A分解开的移动铰接部38。车门安装L形支架70示出为从内面板19的侧壁19A分解开并且也从助力装置10分解开。如图5A所示，L形支架70的第一部分72包括穿过其间用于接收驱动轴80上部80A的孔73。如图5A进一步所示的，L形支架70的第二部分74配置为在安装孔74’处连接到内面板19的侧壁19A，孔74’与车门侧中间支架84的安装孔84’一致以提供车门16和助力装置10之间稳固的连接。
现在参照图5B，车门16示出位于打开位置，其具有移除的外面板17(图1)和以虚线示出的内面板19。图5A的分解部件在图5B内示出为安装状态，并且可以想到的是，可以在最终装饰和组装期间将助力装置10安装在车辆内，其中改进的上铰接总成32为安装者提供空间，以为合适的轴线对齐而相对于车门16径向调整助力装置10。U型夹57的下安装部56(图4B中最佳示出)、L形支架70和车门侧中间支架84一起被用于提供助力装置10的径向调整以确保在上和下铰接总成30、32以及助力装置10的驱动轴80的枢转轴线之间轴向对齐。进一步如图5B所示，车门侧上支架82已经被移除以显示出车门侧上支架82相对于上铰接总成32的移动铰接部38的安装位置。
当前构思的一方面是在利用助力装置10关闭车辆车门时向用户提供软关闭体验。现在参照图6，车门16示出为相对于车身14位于打开位置。车门摆动路径30示出为具有上面标识出的各种车门位置。更具体地，参照点30A表示车门完全打开位置，该位置沿弯曲车门摆动路径30距离齐平和关闭位置约1000mm。齐平和关闭位置在图6中由参考点30C标识。在车门关闭操作期间，参考点30B表示邻近车门位置，助力装置10在该位置启动软关闭部件以阻止用户将车门16摔到关闭位置30C。参照点30D表示过关闭车门位置，该位置是为了利用设置在车门16上的闩锁机构110将车门16锁合在关闭位置30C总体所需的。在常规操作中，一经通过移动到过关闭位置30D而锁合时，车门16可以轻微地朝向参照点30C回复，参照点30C表明实质关闭并且与车身14齐平的车门位置。在常规车门关闭程序中，车门16位于从参照点30A关闭的运动中，并且车门16第一次到达参照点30C的位置，车门16与车身14齐平但未锁合。在常规车门关闭程序中，车门16必须从参照点30C移动到位于参照点30D处的过关闭位置，以使车门16锁合到车辆车身14。之后，车门16可以朝向位于参照点30C处的锁合和齐平位置轻微回弹。当前构思可以想到车门位置顺序和锁合配置，其可以免于要求将车门16移动到过关闭位置30D，而仍使车门16锁合到车身14。
图6中示出的车门摆动路径30表示从车门边缘16A的点截取的摆动路径。车门16的铰接轴线或铰接点由附图标记16B表示。如上文所述，助力装置10由铰接轴线16B控制车门16的运动。参照下表1，示出了车辆车门16的角度连同以毫米为单位的车门边缘16A到关闭位置30C的距离。助力装置10所需的扭矩在表1中示出，从而从图6中在摆动路径30上标识出的各种车门打开位置关闭车辆车门16。关闭车门16所需的扭矩在表1中示出为“具有”和“不具有”惯量。为了本发明的目的，术语“具有惯量”表示从车门移动中足以产生惯量的距离处关闭车门16，以从助力装置10需要更少的扭矩。进一步地，惯量可以是在由用户手动施加到车门16上的初始关闭运动中所产生。惯量等于车门16的质量(约60-90磅或30-40kg)乘以转动速度(图6中的V1)。当用户试图沿转动路径30猛地关车门16时，助力装置10配置用于使车门移动或转动速度V1减慢到速度V2以提供缓慢的关闭动作。关于用户猛地关闭车门16，以60°的车门转动持续应用到车门的10N/m的加速度是非常剧烈地关门，其最终速度约为15rpm或90°/s。为了本发明的目的，5rpm(30°/s)-15rpm(90°/s)被认为是猛地关门。在常规关门动作中，用户总体给门0.33rpm或2°/s的最小速度，至少在关门动作的最后5°足以关闭车门。
表1
Figure BDA0001059581480000091
与上述表1一致，车门16从位置30A到位置30B的运动约为825mm并且标识出位置30A和30B之间的摆动路径30的一部分，该部分是由用户启动的猛地关门的动作。用户手动启动猛地关门动作，车门16会以初始速度V1(约5-15rpm)沿车门摆动路径30移动直至车门16到达位置30B。大概在位置30B，通过阻力使车门16减慢到速度V2(约0.33rpm)，该阻力是由助力装置10施加到上铰接总成32上的，以使位置30B和30C之间的车门运动从速度V1减慢到速度V2。可以想到的是，助力装置10用于使车门16减慢以达到沿车门摆动路径30的0.33rpm的慢速和轻关门所需的扭矩是约200N/m。用于使车门16运动在车门位置30B到30C之间从速度V1减慢到速度V2所需的时间量是约200-300毫秒。可以想到的是，助力装置10以这种方式操作以吸收沿摆动路径30猛地关门的动作的能量，而车辆处于车钥匙断开操作。缓慢关闭功能不需要行驶操作。以这种方式，助力装置10为车门16提供轻关门或缓慢关闭，即使是在用户试图猛地使车门16关闭时。
进一步参照图6，车门打开方向由附图标记100表示。可以想到当前构思的车门16与多个传感器通信，该传感器配置用于检测定位在车门摆动路径30内的对象，以使当前构思的助力装置10可以使车门16减慢或停止，以在检测到这样的对象时阻止车门16打开碰到沿车门摆动路径30定位的对象。可以想到，在打开运动(路径100)期间，用于使车门16变慢或停止所需的扭矩约为200N/m，并且进一步可以想到的是，在用户启动开门序列期间消耗约200-300毫秒。进一步地，当前构思的助力装置10为车门16提供沿摆动路径30不限数量的止动位(门制)。止动位或门制的位置可以由用户定制并且被编程到控制器11(图1)内，控制器11与助力装置10通信以控制助力装置的运动。可以想到将门制用在由助力装置10驱动的沿箭头100所示的方向的机动车辆开门序列。在由助力装置10驱动的预定门制位置处的自动车门打开序列期间使车门16停止所需的扭矩约为10-50N/m并且可以消耗60秒。以这种方式，助力装置10可以由用户预编程以使车门16沿车门摆动路径30打开至所需的门制位置并且将车门16保持在选定的门制位置以使用户在不必担心车门16任意地进一步打开或可能碰到邻近障碍物的情况下进入或离开车辆。以这种方式，当前构思的助力装置10提供沿车门16的摆动路径30无限的门制。预设的门制位置可以被预编程到控制器11(图1)内并且用户选择/定制的门制也可以被编程到控制器11内。
进一步参照图6，当前发明的另一方面包括当车辆在山坡或坡道上停车时降低车门打开和关闭力度的能力。可以想到，在车辆位置下倾时，向助力装置10提供来自控制器11的信号信息以在沿箭头100所示的方向上打开车门16时以缓慢并且一致的方式提供辅助，以使车门打开动作由于从车辆后到前的车辆向下的角度而总体增加。恰恰相反地，助力装置10可以提供车门关闭辅助以帮助关闭以向下的角度设置的车门，以使车门打开和车门关闭力度一致。类似地，当车辆停放在上倾或上坡的坡道上时，助力装置10配置为基于接收到的从控制器11到助力装置10的信号信息而提供由箭头102示出在关闭方向上车门16降低的关闭速度。助力装置10也可以在辅助定位为向上角度的车门打开时提供一致的车门打开辅助，一致地该车。可以想到的是，这样的在箭头100、102所示的方向上的助力需要高达200N/m的扭矩持续约10-20秒的时间。以这种方式，当前构思的助力装置10能够提供一致的车门打开和关闭力度，从而无论在车辆上倾、下倾或大体水平位置为用户提供一致的车门打开和关闭体验。
参照图7，根据一个实施例示出了车辆车门总成104。车辆车门总成104包括助力装置10，根据这里所述的任何实施例来配置该装置并且该装置包括可操作地连接到车辆12车门16的马达92。根据一个实施例，马达92可以是无刷或有刷的直流马达并且包括用于产生磁场的场部件106和具有输入电流的电枢108，该输入电流与磁场交互以产生扭矩。可选地，可以想到马达92是开关磁阻马达。如这里已经描述的，马达92可以以枢转或旋转的方式作用在驱动轴80(如图4B)上并且由马达92产生的扭矩可以在车门16在打开和关闭位置以及各种止动位置之间移动时辅助用户。此外，在一些实施例中，马达92可以配置用于向车门16施加机械阻力以抵抗车门摆动。
马达92由控制器110控制，控制器110可以通过电连接器98(如图4B)向马达92提供信号112，以实现各种马达动作。控制器110可以包括处理器114和存储器116，存储器116具有存储在其上的指令118，指令用于实现这里所述的助力功能。控制器110可以是专用控制器或属于另一车辆系统的控制器。虽然未示出，但应明白的是，控制器110可以与另外的助力装置交互，另外的助力装置与车辆10的其它车门可操作地连接。控制器110可以电连接到电源120，以控制传递给马达92的电力。电源120可以是车辆电源或独立的电源。
继续参照图7，控制器110可通信地连接到用户输入装置122以向控制器110提供控制车门摆动的一个或多个用户输入选择124。可以想到的是，用户输入装置122可以是配置为与控制器110无线通信的车载装置或便携式电子装置，例如智能手机等。可以以各种方式通过用户输入装置122输入用户输入选择。例如，可以想到的是，用户输入装置122可以包括触摸屏以容许用户通过一个或多个触摸事件来实现他的或她的选择。此外或可选地，用户可以通过按钮、滑动块、旋钮等实现他的或她的选择。又另外或可选地，可以想到的是，用户通过语音命令来实现他的或她的选择。在任何情况下，通过向用户提供实现选择的能力以控制马达92如何运转，车门16在车门打开或车门关闭事件期间的摆动方式可以定制为适于用户的需求，该需求可以基于年龄、体型、力量、操作环境等改变。
根据一个实施例，用户可以作出一个或多个用户输入选择，该选择是用于指定由马达92施加到车门16以辅助用户打开或关闭车门16的扭矩。由马达92施加到车门16的扭矩可以是车门16角度位置的函数。以示例的方式，图6中示出的摆动路径30可以显示给用户，以使他或她可以作出一个或多个选择，该选择规定在车门16的一个或多个角度位置将由马达92施加到车门16的扭矩，其中车门16的每个角度位置对应于摆动路径30上的位置。角度位置可以对应于不同车门位置和/或位置范围，如由用户所设定的。例如，用户可以分别设定在位置30A、30B、30C和30D由马达92施加到车门16的扭矩。连同设定量的扭矩，用户也可以设定施加扭矩的方向，因此容许用户在车门16被移动打开或关闭时控制扭矩。而且，可以想到的是，用户可以基于车辆12的操作状态作出扭矩选择。例如，可以基于车辆点火装置是否开启或关闭而实施不同扭矩选择。
对于车门16给定角度位置的扭矩量可以选自可用扭矩范围，以容许用户可以微调他或她的喜好。此外或可选地，在他或她需要相对容易的设置程序时，用户可以向给定车门角度位置分配预定扭矩设置。扭矩设置的示例包括低扭矩设置、中等扭矩设置、高扭矩设置等。由用户作出的选择可以作为扭矩配置文件存储在存储器116内并且结合到指令118内。通过容许用户编程由马达92施加到车门16的扭矩量，用户能够基于他的或她的力量水平以及任何其它考量来定制马达92辅助车门16打开和关闭所使用的方式，其它考量是例如车辆12是否位于上倾、下倾或大体平直的表面上。如此，可以想到的是，可以基于车辆12的位置和/或操作环境连同用户的任何需求而保留和实施多个扭矩配置文件。可以通过用户输入装置122手动选择或通过控制器110自动选择给定的扭矩配置文件。在确定选择哪个扭矩配置文件中，控制器110可以依靠由各种车辆设备126提供的信息，车辆设备126可以包括传感器(如加速度计)或传感器系统、全球定位系统以及用于访问与车辆位置、车门位置和/或车辆12的操作环境相关的信息的任何其它设备。
在操作中，控制器110与传感器系统130通信，传感器系统130包括位置传感器132和车门传感器134，其中位置传感器132可操作地连接到马达92以感测马达92的角度位置，并且车门传感器134可操作地连接到车门16以感测车门16的位置，例如车门16是否位于打开或关闭位置。由于马达92的角度位移凭借它们的机械连接而与车门16的角度位置直接相关，因此控制器110能够基于位置传感器132报告的马达92角度位置信息136来推断出车门16的角度位置和摆动方向，由此使控制器110能够根据用户作出的选择或默认设置来控制马达92。在追踪马达92的位置中，控制器110可以在由车门信息138表明的车门16位于关闭位置的任何时刻将马达92的角度位置重置为零，车门信息138由车门传感器134提供给控制器110。
在一些示例中，马达并非产生扭矩，而是可以操作用于抵抗施加到车门16的扭矩，该扭矩来自独立于马达92的源，例如由用户施加在车门16上的扭矩或源于如风、重力(由于车辆12位于上倾或下倾面上)等的环境状况的扭矩。根据一个实施例，控制器110控制由马达92施加到车门16的机械阻力以抵抗车门摆动。可以通过用户输入装置122设定机械阻力量并且其可以是车门16角度位置的函数。对于给定车门16角度位置的机械阻力量可以选自可用机械阻力或预定设置的范围。此外或可选地，机械阻力量是车门摆动方向的函数，由此容许用户基于车门16是否打开或关闭而作出机械阻力选择。由用户设定的机械阻力可以作为阻力配置文件存储在存储器116中并且通过手动或自动激活而由控制器110来实施。控制器110基于包括车辆12位置、车门位置和/或车辆12的操作环境的因素调用给定的阻力配置文件。
参照图8，示出了示例性阻力配置文件，其中已经产生了可编程的止动装置。如图8中所示，车辆12定位为紧挨着障碍物，障碍物以车辆140示出，以表示用户在他的或她的车库内停车的操作环境。在这样的情形下，车门16摆动路径30的部分移动到障碍物内是非常常见的，这在车门移动那么远时会引起车门16连同障碍物自身的损坏。为了避免该情况，用户可以设定在如角度位置D1的角度位置处被施加到车门16的机械阻力，该角度位置位于摆动路径30的不会穿过车辆140的部分上。在这种情形下，机械阻力也被选择用于产生保持力，该保持力与箭头142指定的方向上的车门移动相反，以阻止车门16与车辆140碰撞。此外，用户可以选择机械阻力施加到车门16所持续的时间长度。如这里所述，所示的阻力配置文件可以手动或自动激活。根据一个实施例，由控制器110基于从车辆设备126接收的信号来自动激活阻力配置文件，车辆设备可以包括全球定位系统，该系统用于向控制器发送车辆12定位在用户车库内的信号。当车辆12定位在其它位置时，如果可行，可以使用不同的阻力配置文件。虽然可编程的止动位已经示出为位于角度位置D1，但应明白的是，可选的可编程止动位可以设置在角度位置的整个范围内。例如，在所示的实施例中，用户可以设定车门止动位角度范围，该范围跨度从角度位置D2到D3，其中可以由马达92向车门16施加恒定或可变的机械阻力，以抵抗车门在由箭头142所指定的方向上摆动。因此，应明白的是，用户输入选择可以包括设定允许的方向，车门16可以沿该方向摆动。
在操作中，控制器110可以控制马达92以各种方式施加机械阻力。根据一个实施例，控制器110配置用于使场部件106部分或全部短路，由此使它更难以转动电枢108。所产生的机械阻力对于用户在打开或关闭车门16时所需的机械阻力的增加而言总体上是足够的，从而阻止车门16摆动地太快。当用户关闭车门16时，附加机械阻力有助于阻止车门16猛地关到车辆12的车身上。类似地，在用户打开车门16时，附加机械阻力有助于阻止车门16移动太快并且在用户察觉之前潜在地与对象碰撞。如果需要保持住车门16(如产生受控的止动作用)，控制器110可以仅向场部件106施加电流以进一步增加电枢108转动的难度。如果需要更高的保持扭矩，例如在车辆12定位在上倾陡坡上时，控制器110可以使用位置控制反馈控制马达92。需要更高保持扭矩的另一种情形涉及车门16被用于辅助从车辆12的进入和离开的情形。例如，如年长者的一些人员在进入或离开车辆时使用车门支撑他们自身。如果车门不在保持位置，那么车门摆动会使人员失去他的或她的平衡。通过在合适的车门位置形成受控的止动来缓解该问题。因此，凭借上述控制方案，在控制车门摆动行为时向用户提供更大的灵活性。而且，由于这里所述的助力装置10的可编程性，不再需要传统机械止动装置。在施加到马达92的电流变得过多的情况下，控制器110可以关闭传递给马达92的电力以容许车门16移动到方向极限。
相应地，通过可操作地将马达92连接到车门16以及基于经由用户输入装置122作出的一个或多个用户输入选择而控制马达92，用户能够控制车门16的车门摆动。如这里所述，用户作出的选择会使马达92以受控的方式向车门16施加扭矩，从而辅助用户打开或关闭车门16。可选地，由用户作出的选择可以使马达92以受控的方式向车门16施加机械阻力，从而抵抗车门摆动。马达92的控制可以使用控制器110手动或自动产生。同时控制马达92，控制器110可以从车辆设备126接收信号以确保适当的马达功能。由用户作出的选择可以存储为扭矩或阻力配置文件，可以基于各种考量来检索该配置文件。以这种方式，向用户提供了定制方式的能力，车门16以这种方式运转以更好地满足他的或她的需求。
为了该公开的目的，术语“连接”(以其所有的形式，连接(现在时)、连接(现在分词)、连接(过去式)等)总体意思是两个部件彼此直接或间接接合(电或机械)。这样的接合可以是本质上固定的或本质上可移动的。可以通过两个部件(电或机械)和作为单一整体彼此或与两个部件整体成型的任何另外的中间元件来实现这样的接合。这样的接合本质上可以是长久的或是本质上可移动或可释放的，除非另有说明。
同样应当重点注意的是，在示例性实施例中示出的本发明元件的构造和设置仅仅是说明。虽然在本发明中仅对本发明的几个实施例进行了详细描述，但查阅本发明的本领域技术人员容易理解在实质上不脱离所述主题的创新教导和有利之处的情况下，许多变化是可行的(例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，显示为整体成型的元件可以构造为多个部件或以多个部分示出的元件可以整体成型，交互操作可以反转或以其它方式变化，结构和/或元件或连接件或其它系统元件的长度或宽度可以变化，设置在元件之间的调整位置的性质或数量可以变化。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由提供足够的强度或耐久性的各种材料中的任何一种、以多种颜色、质地和它们的组合中的任何种类来构造。相应地，所有这样的变化旨在包括于本发明的范围内。在不脱离本发明精神的情况下，可以在所需的和其它示例性实施例的设计、操作状况和设置中做出其它替换、改变、变化和省略。
应当理解的是，任何所述程序或在所述程序中的步骤可以与所公开的其它程序或步骤组合以形成本发明范围内的结构。这里所述的示例性结构和程序是说明的目的而并非解释为限制。
也应当理解的是，在不脱离本发明构思的情况下，可以对上述结构和方法做出变化和修改，并且进一步应当理解的是，这些构思旨在被下述权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字另有明确表述。

Claims (20)

1.一种助力装置，包含：
可操作地连接到车辆车门的马达；
用于控制所述马达的控制器；以及
用户输入装置，所述用户输入装置用于向所述控制器提供用于控制车门摆动的一个或多个用户输入选择，所述用户输入选择设定在车门的一个或多个角度位置将由马达施加到车门的扭矩，所述一个或多个角度位置中的每一个都对应于摆动路径上的位置。
2.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定一个或多个车门止动位置。
3.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定车门止动角度范围。
4.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定机械阻力，所述机械阻力由所述马达施加到所述车门以抵抗所述车门摆动。
5.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定所述车门能够摆动的允许方向。
6.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定由所述马达施加到所述车门以辅助用户打开或关闭所述车门的扭矩。
7.根据权利要求1所述的助力装置，其中所述马达包含无刷直流马达和有刷直流马达中的一种。
8.一种车辆车门总成，包含：
车门；
助力装置，所述助力装置包含：
可操作地连接到所述车门的马达；
用于控制所述马达的控制器；以及
用户输入装置，所述用户输入装置用于向所述控制器提供用于控制车门摆动的一个或多个用户输入选择，所述用户输入选择设定在车门的一个或多个角度位置将由马达施加到车门的扭矩，所述一个或多个角度位置中的每一个都对应于摆动路径上的位置。
9.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定一个或多个车门止动位置。
10.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定车门止动角度范围。
11.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定机械阻力，所述机械阻力由所述马达施加到所述车门以抵抗车门摆动。
12.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定所述车门能够摆动的容许方向。
13.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定扭矩，所述扭矩由所述马达施加到所述车门以辅助用户打开或关闭所述车门。
14.根据权利要求8所述的车辆车门总成，其中所述马达包含无刷直流马达和有刷直流马达中的一种。
15.一种控制车辆车门的车门摆动的方法，包含下列步骤：
将马达可操作地连接到所述车门；以及
基于一个或多个用户输入选择控制所述马达，所述用户输入选择是通过与所述马达通信的用户输入装置作出的，所述用户输入选择设定在车门的一个或多个角度位置将由马达施加到车门的扭矩，所述一个或多个角度位置中的每一个都对应于摆动路径上的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定一个或多个车门止动位置。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定车门止动角度范围。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定由所述马达施加到所述车门以抵抗所述车门摆动的机械阻力。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定所述车门能够摆动的允许方向。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个或多个用户输入选择包括设定由所述马达施加到所述车门以辅助用户打开或关闭所述车门的扭矩。
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