用于操作车门的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2016年1月29日提交的美国临时申请no.62/289,119的权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。

本公开通常涉及用于操作车门的系统和方法，且更具体地，涉及用于基于速度变化图控制车门的移动的系统和方法。

背景技术：

车门通常配备有把手。这样的把手常常位于门的外腰线之下且允许人们手动打开门。虽然这样的布置可以被容易实现，但存在一些缺点。例如，操作者可能必须仔细移动门以避免门与车辆附近的物体(例如，紧挨着该车辆的另一车辆)的接触，其可能引起对门和/或物体的损害。因此，可能期望检测在门移动至打开位置时可能处于门的路径中的一个或多个物体。

自动打开和关闭的、还被称为电动门的门可能不需要用户拉开或推开它们，且相反可以依赖于一个或多个致动器来打开和关闭门。有时，当致动器正打开或关闭门时，该门将会摇动或抖动，其可能是不期望的。因此，可能期望控制一个或多个致动器的操作，由此在打开和/或关闭该门时该门不会摇动或抖动。

技术实现要素：

本公开的一方面针对一种用于操作车门的系统。该系统可以包括被配置成在打开位置和关闭位置(例如，从关闭位置到打开位置，或从打开位置到关闭位置)之间移动门的致动器。该系统还可以包括控制器，该控制器被配置成确定与预先确定的第一速度变化图(velocityprofile)相关联的第一开门角、基于相对于所述关闭位置的所述打开位置确定第二开门角、基于所述第一开门角、所述第二开门角、和所述第一速度变化图确定第二速度变化图、以及根据所述第二速度变化图控制所述致动器来操作所述门。

本公开的另一方面针对一种用于操作车门的方法。该方法可以包括通过控制器确定与预先确定的第一速度变化图相关联的第一开门角，以及通过所述控制器基于相对于所述关闭位置的所述打开位置确定第二开门角。该方法还可以包括通过所述控制器基于所述第一开门角、所述第二开门角、和所述第一速度变化图确定第二速度变化图，以及根据所述第二速度变化图通过致动器操作所述门。

本公开的又一方面针对一种包括门的车辆。该车辆还可以包括被配置成在打开位置和关闭位置之间移动门的致动器。该车辆还可以包括控制器，该控制器被配置成确定与预先确定的第一速度变化图相关联的第一开门角、基于相对于所述关闭位置的所述打开位置确定第二开门角、基于所述第一开门角、所述第二开门角、和所述第一速度变化图确定第二速度变化图；以及根据所述第二速度变化图控制所述致动器来操作所述门。

附图说明

图1是用于操作车门的示例性系统的框图；

图2是配置为实现图1的示例性系统的示例性车辆的图解俯视图；

图3是配置为实现图1的示例性系统的示例性车门的图解侧视图；

图4是示出了图2的示例性车辆的操作的图解俯视图；

图5是示出了图1的用于打开或关闭车门的示例性系统使用的示例性速度变化图的曲线图；以及

图6是可以由图1的示例性系统执行的示例性过程的流程图。

具体实施方式

本公开针对一种用于打开和关闭车门的系统和方法。在其上可以实现该系统和方法的车辆可以为电动车辆、燃料电池车、混合动力车、传统内燃机车辆或它们的组合。该车辆可以具有任何主体风格，诸如运动跑车、轿跑车、轿车、轻型货车、旅行车、运动型多用途车(suv)、小型货车或旅居车。该车辆可以被配置成由操作者操作、占用车辆或被远程控制和/或其可以是自主的。

在一些实施方式中，该系统可以被配置成基于操作者的输入以不同模式打开或关闭车门。例如，该系统可以在动力模式下操作，其中打开或关闭的至少一部分由控制器控制的一个或多个致动器执行。该系统还可以包括用于检测处于车门部分附近内的物体的传感器。该系统还可以创建配置成控制门打开和关闭的速度以及防止门接触物体的速度变化图。速度变化图可以用来确定在门打开或关闭期间在特定时间致动器消耗(draw)的电流量。其可以基于物体在门从关闭位置移动至打开位置时在移动门的投射路径内所处的位置导出(例如，由此打开门不会接触位于投射路径内的物体)。

速度变化图可以基于多种因素动态生成，因素包括但不限于：第一开门角(例如，相对于关闭位置门转过(pivot)的最大角，其还可以被称为车辆的门能够打开的最大角)、车辆外部的物体的位置(例如另一车辆或购物手推车)、第二开门角(例如，在关门之前开门的当前角，或车辆的门能够从关闭位置打开而没有接触车辆外部的物体的角)、和/或完全打开或关闭门的总时间。速度变化图还可以包括打开或关闭门的坡升时间，以及打开或关闭门的坡降时间。坡升时间和坡降时间可以为门的移动期间移动门的速度增加(例如，在门开始移动时)或减小(例如，在门即将停止移动时)的时间。坡升时间和坡降时间防止电动门非常迅速打开或非常迅速关闭而潜在伤害用户。

图1示出了用于打开和关闭车门的示例性系统10的框图。如图1所示，系统10可以包括控制器100、操作者界面110、控制界面120和一个或多个传感器130。系统10还可以包括报警器121，被配置成在某些情况下生成音频的、视觉的或显示警报。系统10可以进一步包括一个或多个致动器122，被配置成打开或关闭车门。在一些实施方式中，一个或多个致动器122可以被驱动。致动器122可以为线性致动器或发动机中的一者，被配置成使门移动到控制器100确定的目的地位置。例如，致动器122可以是电力驱动的、液压驱动的、和/或气动的。其他类型的致动器被考虑。在一些实施方式中，系统10还可以包括保护机制123，被配置成在某些情况下抵抗门的移动。

除了别的之外，控制器100可以具有处理器101、存储器102、储存器(storage)103、i/o接口104、和/或通信接口105。控制器100的这些组件中的至少一些可以被配置成相互之间或之中传递数据和发送或接收指令。控制器100的这些组件中的至少一些可以被配置成生成针对门的移动的速度变化图。

处理器101可以被配置成从系统10的组件接收信号并处理信号以确定系统10的操作的一个或多个条件。处理器101还可以被配置成生成并传送控制信号，以使系统10的一个或多个组件运转(actuate)。例如，处理器101可以例如通过使用一个或多个传感器130检测车辆外部的物体的位置来确定速度变化图。处理器101还可以生成可以生成控制信号的速度变化图的不同部分。例如，处理器101可以基于不同的输入(例如，第一开门角、第二开门角、打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比、打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比、以及完全打开或关闭门的总时间)生成速度变化图的多个部分。使用这些输入，处理器101可以用来确定坡升时间、坡降时间、开始坡降的时间、打开或关闭门的目标时间以及目标速度。下面更详细地描述这些确定(例如，参照图5)。

根据一些实施方式，在操作中，处理器101可以执行存储在存储器102和/或储存器103中的计算机指令(程序代码)，且可以根据本公开中描述的技术执行示例性功能。处理器101可以包括一个或多个处理设备(例如，诸如微处理器)或为一个或多个处理设备(例如，诸如微处理器)的一部分。处理器101可以包括任意类型的单核或多核处理器、移动设备、微控制器、中央处理单元、图形处理单元等等。

存储器102和/或储存器103可以包括任意适当类型的储存器，被提供用于存储处理器101可以用于操作的任意类型的信息。存储器102和储存器103可以为易失性或非易失性、磁性的、半导体、磁带、光学的、可移除的、不可移除的、或其他类型的储存设备或有形的(即，非暂时性的)计算机可读介质，包括但不限于rom、闪存、动态ram和静态ram。存储器102和/或储存器103还可以被视作更普遍称为这里所述的具有可执行计算机指令(程序代码)的“计算机程序产品”。存储器102和/或储存器103可以被配置成存储可以由处理器101执行的用于执行该申请中公开的示例性功能的一个或多个计算机程序。存储器102和/或储存器103可以进一步被配置成存储处理器101使用的数据。例如，存储器102和/或储存器103可以被配置成存储用于控制一个或多个致动器122的参数，例如，包括门在移动期间可以行进的距离和/或门可以转过的最大角度。存储器102和/或储存器103还可以被配置成存储处理器101在确定如这里描述的速度变化图的过程中使用的输入。例如，存储器102和/或储存器103可以存储第一开门角、打开或关闭门的总时间的坡升百分比、打开或关闭门的总时间的坡降百分比、和完全打开或关闭门的总时间。应当理解的是完全打开或关闭门的总时间可以为电动门从关闭位置移动到门以第一开门角打开(例如，完全打开)的位置所花费的时间，且打开或关闭门的目标时间可以为电动门从门处于特定角的第一位置移动到第二开门角(例如，从关闭到部分打开或从部分打开到关闭)所花费的时间。存储器102和/或储存器103还可以存储一个或多个传感器130获取的信息以及第二开门角。

i/o接口104可以被配置成促进控制器100和系统10的其它组件之间的通信。i/o接口104还可以从一个或多个传感器130接收信号，以及发送信号至处理器101以进一步处理。i/o接口104还可以从处理器101接收一个或多个控制信号，以及发送信号至控制界面120，其可以被配置成控制一个或多个传感器130、一个或多个致动器122、保护机制123和/报警器121的操作。在一些实施方式中，i/o接口104可以被配置成接收与生成速度变化图相关联的参数，诸如完全打开或关闭门的时间、打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比、和/或打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比。打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比可以为致动器122花费用来打开或关闭门的时间(例如，完全打开或关闭的总时间或打开或关闭的目标时间)量的百分比。类似地，打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比可以为致动器122花费用来打开或关闭门的时间量的百分比。

通信接口105可以被配置成通过网络140与除了其他设备之外的一个或多个移动设备150传送和接收数据。例如，通信接口105可以被配置成从移动设备150接收指示门解锁的信号。通信接口105还可以传送信号至处理器101以进一步处理。

操作者界面110可以被配置成响应于操作者(例如，司机、乘客、或能够接入车辆或打开或关闭车门的授权的人)的动作生成用于锁定、解锁、打开或关闭门的信号。操作者的示例性动作可以包括触摸输入、手势输入(例如，挥手等)、击键、力、声音、讲话、面部识别、指纹、手纹等等或他们的组合。在一些实施方式中，操作者界面110还可以被配置成响应操作者的动作激活或去激活车辆。操作者界面110还可以基于操作者的动作生成信号，并传送信号至控制器100以进一步处理。

操作者界面110可以位于车辆里面的一个或多个其他组件和/或门的内侧上。操作者界面110可以为车辆外部的一部分或位于车辆外部，例如，诸如外带(outerbelt)、a-柱(pillar)、b-柱、c-柱、和/或后挡板。此外或可替换地，操作者界面110可以位于车辆里面的一个或多个其他组件和/或门的内侧。例如，操作者界面110可以为方向盘、控制台和/或门的内侧(未示出)的一部分或位于其上。在一些实施方式中，操作者界面110可以位于连接门和车辆的锁定机制的部件上或部件内。操作者界面110可以感测在车辆内部或外部的操作者施加的推门的力，以及基于该力生成信号。例如，操作者界面110可以为拉手、按钮、触摸板、键盘、图像传感器、声音传感器(例如，麦克风)、力传感器、运动传感器、或手指/手掌扫描仪等等、或他们的组合。操作者界面110可以被配置成从操作者接收输入。示例性输入可以包括触摸输入、手势输入(例如，挥手等)、击键、力、声音、讲话、面部识别、指纹、手纹等等或他们的组合。操作者界面110还可以基于所接收的输入生成信号，并传送信号至控制器100以进一步处理。

控制界面120可以被配置成从控制器100接收用于控制除了其他设备之外的一个或多个传感器130、报警器121、一个或多个致动器122和/或保护机制123的控制信号。控制界面120还可以被配置成基于控制信号控制一个或多个传感器130、报警器121、一个或多个致动器122和/或保护机制123。

传感器130可以位于车辆或门的外部、门的内侧、或车辆的内部。传感器130可以包括被配置成确定车辆外部的物体与车辆的至少一部分之间的距离的一个或多个传感器(例如，图2中所示的传感器132、134和/或136)。在一些实施方式中，传感器132、134和/或136可以包括传感器，所述传感器被配置成发出诸如可见的光、uv、ir、radar、lidar，以及用于辐射一个或多个周围的物体的表面和基于所接收的反射光测量这样的一个或多个物体距离门的距离的其他有用频率。在一些实施方式中，传感器132、134和/或136可以包括超声波传感器，被配置成发出超声波信号并基于反射的超声波信号检测一个或多个物体。其他类型的用于确定物体与车辆的一部分之间的距离的传感器被考虑。

根据一些实施方式，移动设备150可以被配置成生成指示激活或去激活车辆的信号。在一些实施方式中，移动设备150可以被配置成响应于操作者的输入生成指示锁定、解锁、打开或关闭门的信号。例如，移动设备150可以通过网络140传送信号至系统10。网络140可以为任意类型的可以允许传送和接收数据的有线或无线网络。例如，网络140可以为有线的、本地无线网络(例如，蓝牙^tm、wifi、近场通信(nfc)等等)、蜂窝网络等等、或他们的组合。其他网络类型被考虑。

移动设备150可以为任意类型的通用目的计算设备。例如，移动设备150可以包括具有计算能力的智能电话、平板电脑、个人计算机、可穿戴设备(例如，谷歌眼镜^tm或智能手表、和/或附属组件)等等、或他们的组合。在一些实施方式中，多个移动设备150可以与所选的人相关联。例如，移动设备150可以与车辆的一个或多个拥有者、和/或一个或多个授权的人(例如，车辆的一个或多个拥有者的朋友或家庭成员)相关联。

图2示出了配置为根据这里公开的一些实施方式实现系统10的示例性车辆1的图解俯视图。如图2所示，车辆1可以包括两个后视镜202和204，其中传感器130、132、134和/或136可以位于其上。尽管图2示出了位于后视镜202和204上的两个传感器132和134，但车辆1可以具有更多的位于车辆或门的外部、门的内侧、或车辆的内部的传感器。车辆1还可以包括前门206和后门208。额外的传感器136可以位于后门208上。尽管图2示出了位于后门208上的一个传感器136，但可以预期的是车辆1可以具有更多的位于门206、208或车辆1的外部、门的内侧或车辆1的内部的传感器。

图3是配置为实现图1的系统10的示例性车门3的图解侧视图。车门3可以包括控制器100、致动器122和各种其他组件。例如，车门3还可以包括内部门打开/关闭开关330、外部门打开开关335、门边缘关闭开关340、外部门垫(doorpad)345、锁定/解锁开关350、门闩355、窗户调节器360、压力传感器365、控制屏365和/或接口370(可以通信地将包括在车门3中的组件耦合至车辆)。控制器100可以单独包括在车门3中，其可以包括在车门3中的一个或多个中、和/或包括在计算设备(包括在车辆但不在车门3中)中。

图4是根据这里公开的示例性实施方式示出了车门3的操作的车辆1的图解俯视图。如图4所示，控制器100可以基于传感器132、134和/或136获取的信息检测物体402。控制器100还可以基于传感器获取的信息确定物体402的形状和/或大小。控制器100还可以确定物体402与车辆的一部分(例如，前门206)之间的距离。例如，参照图4，控制器100可以控制传感器136确定检测的物体402与车辆的一部分(例如，前门206)之间的距离。距离可以被控制器100用来确定门可以打开的期望角404。门的期望角404可以为第二开门角，以该角度门不会接触物体402。

图5是示出了图1的用于打开或关闭车门的系统10使用的示例性速度变化图500的曲线图。如上讨论的速度变化图500可以基于各种属性(例如，参数)生成。速度变化图500可以用来控制致动器以特定速度打开或关闭车辆的门。例如致动器122的致动器可以为了以特定速度移动门而消耗不同电流量。例如，不是从门开始移动直到其停止移动的时间以恒定速度移动门，而是门可以慢慢地开始移动、加速到目标速度、以及之后减速直到其停止移动(无论门是打开还是关闭)。如速度变化图500中所示的，门可以在开始时间504开始移动，在开始时间504加坡升时间508达到目标速度513，在开始坡降的时间510减速，以及在打开或关闭门的目标时间511停止移动。在图5所示的示例中，门在0秒(例如，开始时间504)开始移动，在大约1.1秒(例如，开始时间504加坡升时间508)达到大约v4的速度(例如，目标速度513)，在大约6.1秒(例如，开始坡降的时间510)开始减速，以及在大约6.7秒(例如，打开或关闭门的目标时间511)停止移动。

如这里所述的，各种参数可以被存储和/或计算以生成图5中所示的示例性速度变化图500。在各种实施方式中，坡升时间508、开始坡降的时间510、坡降时间509、打开或关闭门的目标时间511以及目标速度513可以基于第一开门角、开始速度、结束速度、开始时间504、第二开门角、打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比、打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比、以及完全打开或关闭门的总时间被确定。

第一开门角可以为相对于关门位置门转过的最大角。第二开门角可以为门的当前角(例如，如果门是打开的)或相对于关闭位置(例如，如果门被关闭)门转过至打开位置的期望角(例如，图4的期望角404)。相对于关闭位置门转过至打开位置的期望角可以基于门处于关闭位置从至少一个传感器获取的输入。期望角可以为想要使得门不会接触位于车辆外部的物体地打开门的角。

完全打开或关闭门的总时间可以为门从关闭位置移动到第一开门角花费的时间，反之亦然。完全打开或关闭门的总时间可以基于预先确定的时间。该预先确定的时间可以经由i/o设备由用户提供给控制器。

打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比可以为完全打开或关闭门的总时间的百分比、和/或打开或关闭门的目标时间511的百分比。类似地，打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比可以为完全打开或关闭门的总时间的百分比、和/或打开或关闭门的目标时间511的百分比。就完全打开或关闭门的总时间而言，在各种实施方式中，打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比和/或打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比能够基于预先确定的时间，其可以经由i/o设备由用户提供给控制器。

在图5中所示的示例中，打开或关闭门的目标时间511基于完全打开或关闭门的总时间(1)乘以第二开门角(i)除以第一开门角(ii)的商(2)的积。因此，打开或关闭门的目标时间511可以由等式表示：

坡升时间508可以基于打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比乘以打开或关闭门的目标时间511的积。因此，坡升时间508可以由等式表示：

打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比×打开或关闭门的目标时间511(等式2)

坡降时间509可以基于打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比乘以打开或关闭门的目标时间511的积。因此，坡降时间509可以由等式表示：

打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比×打开或关闭门的目标时间511(等式3)

开始坡降的时间510可以基于打开或关闭门的目标时间511和坡降时间509之间的差。因此，开始坡降的时间510可以由等式表示：

打开或关闭门的目标时间511-坡降时间509(等式4)

目标速度513可以基于第二打开角乘以二的积(1)，除以打开或关闭门的目标时间511减去坡降时间509以及减去坡升时间508(a)乘以二(b)的积(i)、加上坡升时间508(ii)、加上坡降时间509(iii)的和(2)的商。因此，目标速度513可以由等式表示：

图6是用于打开或关闭车门的示例性过程600的流程图。在602处，传感器130、132、134和/或136可以检测物体是否在车辆外部。例如，传感器130、132、134和/或136可以检测物体402在车辆外部的特定距离。在一些实施方式中，传感器130、132、134和/或136可以检测物体402的大小和形状。

在604处，控制器100可以确定第一开口角。第一开口角可以为相对于门的关闭位置门转过的最大角。例如，第一开门角可以为门完全打开的角。

在606处，控制器100可以确定第二开门角。第二开门角可以为：(1)门的当前角；或(2)相对于门的关闭位置门转过的期望角。门的当前角可以在门将要关闭时使用。门的期望角可以在门将要打开时使用。期望角可以基于门处于关闭位置时来自传感器130、132、134和/或136的输入。例如，传感器可以确定物体处于其视场(fov)中，以及与车辆的特定距离，且期望角(例如，图4的期望角)可以被确定，由此在门到达期望角404时门不会接触物体。

在608处，控制器100可以确定速度变化图50。该确定可以是动态的(例如，在608之前未确定)。速度变化图500可以基于门的当前角或期望角。速度变化图500能够基于第一开门角、第二开门角、和完全打开或关闭门的总时间被确定。速度变化图500包括打开或关闭门的目标时间511(例如，门从第一位置移动到期望角的时间或门从当前位置移动到关闭位置的时间)。打开或关闭门的目标时间511可以等于完全打开门的总时间乘以第一开门角(例如，相对于关闭位置门能够转过的最大角)除以第二开门角(例如，期望角或当前角)，如上参照等式1所示。打开或关闭门的总时间的坡升时间百分比可以用来确定坡升时间508，而打开或关闭门的总时间的坡降时间百分比可以用来确定坡降时间509。基于坡升时间508、坡降时间509、第二开门角、和打开或关闭门的目标时间511，目标速度513可以被确定。

在610处，控制器100可以根据第一开门角、第二开门角、和速度变化图500控制致动器122的操作来打开或关闭前门206或后门208。致动器122在特定点及时打开或关闭门的速度可以通过速度变化图500确定。例如，致动器122消耗的电流量可以基于速度变化图500确定。

在612处，传感器130、132、134、和/或136可以在门打开期间检测车辆外部的物体402。在门打开期间，门接触物体是不期望的。

在614处，控制器100可以确定物体402是否处于门移动的投射路径内。如果确定物体处于投射路径内(614至616箭头所指的“是”)，则该过程可以继续至616。另一方面，如果该条件未满足且确定没有物体处于投射路径内(614至618箭头所指的“否”)，则该过程可以继续至618。

在616处，控制器100可以控制致动器122的操作。控制器100可以使得致动器122停止门的移动，由此门在打开时不会接触物体402。在一些实施方式中，保护机制123可以结合控制器100工作以使门停止。

在618处，控制器100可以继续根据投射路径控制一个或多个致动器122移动门至期望位置。在控制器100继续根据投射路径控制一个或多个致动器122移动门至期望位置时，过程600可以在614继续检测物体是否处于门的投射路径内、或在620处检测门在门的打开期间是否接触物体(如下所述)。

在620处，控制器100可以确定门在门的打开期间是否接触物体402。在一些实施方式中，该确定可以通过保护机制123进行，其可以根据来自传感器的输入检测门接触物体402。例如，该确定可以通过监测与门相关联的压电传感器、电流、和/或速度。在一些实施方式中，考虑了保护机制123可以结合压电传感器、与致动器122相关联的电流量、和/或门正被打开或关闭的速度。如果确定门已经接触物体402，该条件被满足(620至622箭头所指的“是”)，且该过程可以继续至622。另一方面，如果没有确定门已经接触物体402，该条件未满足(620至618箭头所指的“否”)，且该过程可以继续至618。如上所讨论的，在618处，控制器100可以继续根据投射路径控制一个或多个致动器122移动门至期望位置。在控制器100继续根据投射路径控制一个或多个致动器122移动门至期望位置时，过程600可以在620处继续检测门在门打开期间是否接触物体。在620处，控制器100可以使得致动器122停止门的移动、和/或使门缩回以便致动器不会尝试进一步移动门至物体402。

根据一些实施方式，这里描述的系统和方法可以用来打开或关闭车门。根据一些实施方式，该系统和方法可以控制致动器的操作用于打开和关闭车门，以便在移动期间门的摇动或抖动被减小或消除。

对本领域技术人员显而易见的是能够对所公开的系统和方法进行各种修改和变化。根据该系统和方法的实践和说明书的考虑，其他实施方式对本领域技术人员而言是显而易见的。旨在说明书和示例仅被认为是示例性的，具有由以下权利要求和他们的等同替换指示的真实范围。