车辆前车门电力打开系统的制作方法

本申请是国际申请日为2016年8月10日、国际申请号为pct/us2016/046356、2018年2月7日进入中国国家阶段、国家申请号为201680046579.2、发明名称为“车辆前车门电力打开系统”的发明专利申请的分案申请。

背景技术：

车辆仍旧是世界上许多人日常使用的几乎必不可少的工具。如果没有其他形式的交通工具为更好的备选方案，上下班、上下学和来往各种约会通常是由车辆完成的。此外，当行进较短或较长距离时，车辆对于运送个人行李非常有用。例如，很多人在一天的大部分时间都随身带着手提包、钱包、手机、平板电脑、或者包或者其他附带物。这些物品使操纵汽车把手以进出车辆更加困难。

技术实现要素：

在第一方面，一种用于车辆的系统包括：车门；电致动马达，电致动马达打开和关闭车门，电致动马达被配置用于在车门的铰链处致动；安装在车门的后部的推开式致动器，推开式致动器被配置用于推靠车辆的车身；以及配置用于与车辆的通信的无线设备。

实施方式可以包括以下任何或全部特征。该系统还包括在车门的外部的触摸控件，该触摸控件被配置用于激活电致动马达和推开式致动器中的至少一个。车门是前车门，并且系统还包括在前车门后面的后车门，后车门具有在大致垂直方向上打开和关闭的双铰链设计。系统还包括车辆内部的触摸屏，该触摸屏被配置成显示用于关闭或打开车门的控件。

在第二方面，一种用于车辆的系统包括：前车门；在前车门后面的后车门，后车门具有在大致垂直方向上打开和关闭的双铰链设计；电致动马达，该电致动马达打开和关闭前车门，电致动马达被配置用于在前车门的铰链处致动；以及被配置用于与车辆的通信的无线设备。

实施方式可以包括以下任何或全部特征。该系统还包括安装在前车门的后部的推开式致动器，该推开式致动器被配置用于推靠车辆的车身。该系统还包括在车门外部的触摸控件，该触摸控件被配置用于激活电致动马达。该系统还包括在车辆内部的触摸屏，该触摸屏被配置成显示用于关闭或打开前车门的控件。

在第三方面，一种方法包括：检测与车辆相关联的无线设备处于接近车辆车门的第一预定义区内；响应于检测到该无线设备，致动电动马达，该电动马达将车门打开到第一角度；检测对象处于接近车门的第二预定义区内；以及响应于检测到该对象，致动电动马达，电动马达将车门打开到大于该第一角度的第二角度。

实施方式可以包括以下任何或全部特征。车门是驾驶员车门，并且该方法还包括检测在驾驶员车门后面的后车门是否关闭，其中，仅当后车门关闭时，致动电动马达以将驾驶员车门打开到第二角度。后车门具有双铰链设计，该双铰链设计在大致垂直方向上打开和关闭。第一角度约为15-25度，并且第二角度约为40-50度。通过超声波感测来检测对象。该方法还包括激活安装在车门的后部的推开式致动器，该推开式致动器被配置用于推靠在车辆的车身上。在确定电动马达不能打开车门后，激活推开式致动器。该方法还包括接收由车门外部的触摸控件生成的输入，以及响应于该输入来激活电动马达。该方法还包括检测车辆的制动踏板正在被压下，以及作为响应，致动电动马达以关闭车门。该方法还包括：i)关闭车门；ii)接收使用车门内部的车门把手生成的输入；以及iii)响应于该输入，致动电动马达以打开车门。该方法还包括：i)关闭车门；ii)接收使用车门内部的触摸屏生成的输入；以及iii)响应于输入，致动电动马达以打开车门。该方法还包括接收通过按压无线设备而生成的输入，以及作为响应，致动电动马达以打开或关闭车门。

附图说明

图1示出了车辆和检测区的一个示例的俯视图。

图2示出了另一个检测区并且前车门打开到宽阔位置的一个示例。

图3示出了车门关闭的车辆。

图4示出了后车门的摆动模式的一个示例。

图5示出了靠近车辆的人的一个示例的透视图。

图6示出了前车门被打开到宽阔位置。

图7示出了在人进入驾驶员座椅之后已经关闭的前车门的一个示例。

图8示出了从车辆内部打开前车门的一个示例。

图9示出了从车辆内部打开前车门的另一示例。

图10示出了在人离开车辆后前车门被关闭的一个示例。

图11示出了前车门的一个示例。

图12示出了电致动马达在前车门的铰链处致动的一个示例。

图13示出了电致动马达的一个示例。

图14示出了推开式致动器的一个示例。

具体实施方式

该文档描述了用于提供车辆前车门的电力打开和关闭的系统和技术的示例。在一些实施方式中，可以提供非接触式进入到车辆中。例如在双手携带物品的同时，这允许人容易地进入车辆。在这样的情形和其他情形下，自打开和自关闭的车门提供了进入车辆的方便的方式，然后物品可以在人驶离之前被放下在车辆里。

图1示出了车辆100和检测区102的一个示例的俯视图。这里，车辆是一种跨界型客运车辆，但是在其他的实施方式中，可以是任何类型的车辆，其中驾驶员座椅被包围在车门后面，或者被包围在驾驶之前必须打开以进入和关闭的其他包围件后面。取决于类型和型号，车辆可以具有不同数目的车门。这里，车辆具有前车门104a-b和后车门106a-b。驾驶员座椅可以在车辆的左侧或右侧，这取决于驾驶员座椅的设计所针对的国家。这里，驾驶员座椅在左侧，因此前车门104a也可以被称为驾驶员座椅车门。

车辆根据一个或多个预定义的图案来定义检测区102。这里，该区专用于驾驶员座椅车门。在一些实施方式中，出于在某些情况下将前车门104a自动打开到便利位置的目的，定义该区。例如，当车辆检测到驾驶员在区102内时，车辆可以将车门104a自动打开到图示的大概角度。该便利位置可以定义为打开车门至任何适合的角度。仅仅作为一个示例，该角度可以在距关闭位置约15-25度的范围内。

如由检测区的示例性图案所指示的，当驾驶员距驾驶员座椅车门大概几步远时，可以完成将车门打开至便利位置。这可以给驾驶员直观的早期指示，即该车辆具有自动电力打开前车门。然而，在这个示例中，车门在便利位置仅部分地打开，使得不太可能车门太靠近另一个人，诸如乘客或经过的骑自行车的人。在一些实施方式中，一个或多个障碍物检测器(例如，超声波传感器)被定位在车辆的侧面上。例如，传感器可以检测前车门附近的障碍物的存在和距离，并且将该信息传输回车门控制器。如果是这样，则可以禁止自动打开或者可以相应地修改序列(例如，通过减少角度和/或延迟打开)。

车辆可以使用任何适合的技术来检测驾驶员的存在。在一些实施方式中，驾驶员随身携带无线设备108。在该描述中，携带无线设备的人通常被称为驾驶员，因为对于车辆系统来说，无线设备的存在表明这个人是驾驶员。然而，如果无线设备由不旨在驾驶车辆的人携带，则车辆行为也是相同的。无线设备可以发射由车辆接收并识别的一种或多种类型的无线信号。例如，该设备可以是被设计成与这种特定类型和型号的车辆结合操作的钥匙卡。作为另一示例，无线设备是智能电话、平板电脑、智能手表或任何其他类型的便携式或可穿戴式数字设备。这种设备能够执行针对这种特定类型和型号的车辆设计的应用，并且该设备然后可以通过无线信号或其他形式的通信的方式与车辆交互。作为又一示例，无线设备可以是无源电路，该无源电路可以由来自车辆的轮询信号触发，并且如果是这样的话可以生成指示它存在的信号。这里，车辆已经检测到无线设备108的存在，并且因此已经将车门104a打开到便利位置。在一些实施方式中，可以按压无线设备上的按钮来触发车门打开或关闭。

在自动打开到便利位置期间，驾驶员可以用一种或多种方式凌驾于系统。首先，如果驾驶员阻止车门移动或以其他方式阻碍车门，则马达将中断打开并且利用制动器将车门保持在适当位置。其次，如果代替地驾驶员在自动打开期间将车门推向打开位置，这也会导致系统中断打开。但是，这次系统不会接合制动器，使得人可以自由地将车门移动到任何打开的位置(或关闭它)。当人停止移动车门时，系统将使用计算出的扭矩值来将车门保持在适当位置。

图2示出了另一个检测区200并且前车门104a被打开到宽阔位置202的一个示例。在一些实施方式中，在检测到驾驶员已经充分靠近部分打开的前车门时，车辆将车门打开到宽阔位置。例如，区200对应于如果驾驶员旨在进入驾驶员座椅则他或她将可能行走的区域，而不是说只行走经过车辆或前往后车箱或后部提升门。此外，某人(这里是驾驶员)在区200内的事实表示：在车门104a的前方可能还没有另一障碍物，诸如行走经过车辆的人。

区200可以使用一个或多个检测器或传感器来定义。例如，当无线信号指示无线设备靠近车辆的左侧，并且针对区200内的对象而触发超声波传感器时，那么车辆系统可以推断驾驶员已经进入区200。

当车辆检测到驾驶员在区200内时，车辆可以自动地将车门104a大概打开到图示的宽阔位置202。也就是说，宽阔位置涉及比上文所示例的便利位置更远地(以更宽阔的角度)打开车门。该宽阔位置可以被定义为将车门打开到任何适合角度。仅仅作为一个示例，该角度可以在距关闭位置约40-50度的范围内。可以选择宽阔位置的角度来充分打开车门，以使驾驶员进入驾驶员座椅。在一些实施方式中，前车门的自动打开仅在邻近的后车门关闭时才可用。否则，用户可以手动打开前车门。

另一方面，当车门已经被打开到便利位置并且驾驶员未进入区200时，那么车辆可以自动关闭车门104a。例如，这种关闭可以在预定义的超时时段之后发生。

图3示出了车门关闭的车辆100。也就是说，在这个示例中，假设驾驶员在车门被打开到宽阔位置之后进入驾驶员座椅。在驾驶员进入座椅后，一个或多个信号可以向车辆系统指示驾驶员完全在车辆内部，并且是时候关闭车门了。特别是，一个这样的信号是在序列开始时检测到的无线设备现在在车辆内部。在一些实施方式中，驾驶员踩上制动踏板，作为他或她准备好将前车门关闭的指示。例如，在电动车辆中，这可以同时用作使车辆准备好驾驶的触发(例如通过开启车辆的电动系统的驱动轨道)。在其他实施方式中，一个或多个检测器可以代替地或者另外地用于验证驾驶员是否已经完全进入驾驶员座椅。基于接收的信号，车辆关闭车门104a，并且在车辆中的驾驶员现在可以驾驶离开。也就是说，在该示例中，驾驶员行走到车辆，并且车门为他或她自动打开，坐下在驾驶员座椅中，并且车门又自动关闭，所有这些都没有触摸到车门把手或车门的任何其他部分，并且没有操作任何钥匙卡或其他设备。

驾驶员也可以选择手动关闭前车门。车门电力系统可以识别出人正在手动移动车门，并且因此允许自由移动。例如，这涉及释放马达上的制动器。

车门104b(图1)——即前排乘客侧车门——可以具有与驾驶员座椅车门类似或完全相同的系统。在一些实施方式中，操作可以不同。首先，针对乘客侧车门可能不存在专用的无线设备。相反，该车门可以具有用于手动触发自动打开的设备。其次，自动打开可以使乘客车门达到便利位置，并且从该位置乘客可以手动将车门打开到期望的角度。例如，车门系统可以具有制动功能，当它感测到人拉或推车门时，制动功能自动地解除制动器，并且当拉或推停止时制动功能自动接合制动器。

图4示出了用于后车门402的摆动模式400的一个示例。这里，后车门是双铰链类型的，其在大致垂直方向上而不是侧向地自动地打开和关闭。例如，可以使用以下美国专利中描述的任何或全部结构：8,449,015；8,511,738；8,511,739；和/或d678,154，它们中的每一个的内容通过引用并入本文。

摆动模式400指示在相应的打开和关闭序列期间，后车门的部分位于哪里。在打开或关闭期间前车门和后车门的边缘彼此靠近的实施方式中，必须小心，以便不要冒在它们之间夹痛人的手或其他身体部分的风险。例如，可以选择前车门的便利位置的角度，以便允许用户抓住前车门的后边缘并且与后车门的摆动模式具有足够的空隙。

在后车门不是双铰链类型(诸如具有滑动车门或者在它的前边缘或后边缘具有铰链的后车门)的实施方式中，可以限定并且考虑对应的摆动模式。例如，可以确定前车门应该打开的最小角度，以便避免可能的夹痛，而不管后车门的位置。便利位置然后可以被指定为这个值或更高的值。

图5示出了接近车辆500的人的一个示例的透视图。该人携带用于该车辆的无线设备，并且因此前车门已经被打开到便利位置(例如，如图1中所示)。

图6示出了前车门被打开到宽阔位置。例如，人移动到紧挨着部分打开车门后面的区中，并且这触发系统进一步将车门打开到诸如位置202(图2)的宽阔位置。

图7示出了在人进入驾驶员座椅之后已经关闭的前车门的一个示例。例如，这是通过检测到钥匙卡在车辆内部并且驾驶员踩上制动踏板而触发的。车辆现在可以基本上准备好驾驶了。例如，驾驶员可以操纵选择器以将车辆置于行驶或倒车模式并且踩上油门踏板。

图8示出了从车辆内部打开前车门的一个示例。例如，驾驶员这里伸手去够并且致动内部车门把手。这触发了车门的自动打开。例如，车门然后可以打开到大概地便利位置，并且从那里驾驶员可以进一步推开车门(假设不存在障碍物)。

图9示出了从车辆500内部打开前车门的另一示例。这里，车辆具有控制各种车辆功能的触摸屏900。特别地，驾驶员可以激活触摸屏上呈现的控件，而不用操作内部车门把手来打开前车门。例如，当车辆被置于停车模式中时可以呈现该控件。也就是说，驾驶员现在可以离开车辆。

当驾驶员在内部时，可以使用类似的功能来触发车门的自动关闭。在一些实施方式中，触摸屏然后呈现用于使得车门关闭的控件。例如，当检测到驾驶员已经进入驾驶员座椅时，该控件是可用的。同样，可以呈现用于关闭乘客侧前车门的控件。

可以使用触发自动车门打开的其他方式。在一些实施方式中，驾驶员旨在离开车辆的检测可以被用作自动打开车门的信号。例如，如果驾驶员解开他或她的安全带，这会触发自动车门打开。

图10示出了在人离开车辆500之后关闭前车门的一个示例。也就是说，假设人在离开驾驶员座椅之后从车辆走开(例如，如图8或9中所示)，那么车辆最终可以检测到驾驶员移出预定义区，并且然后再次自动关闭前车门。在一些实施方式中，使用无线设备来执行检测。例如，当驾驶员不再处于区102(图1)中时，车门可以关闭。

当车门关闭时，车辆可以连续地监听来自无线设备的信号。如果它们被检测到，然后这可以触发前车门的打开，例如如图1中所示。车门可以另外地或代替地以其他方式打开。例如，如果车辆系统中的自动打开模式被关掉，那么系统可能不以上文所描述的方式响应无线信号。但是，用户可以手动触发车门的自动打开。在一些实施方式中，驾驶员座椅车门在外部具有触摸控件1000。触摸控件可以形成为类似当缩回时与车门皮齐平类型的目前的车门把手。例如，触摸控件根本不会伸出车门外，而是呈现触敏表面(例如，使用电容式感测)，该触敏表面检测何时人将他们的手或手臂放靠在控件上。然后这可以触发车门的自动打开，诸如自动打开到便利位置。在一些实施方式中，手动触发仅在车辆感测到无线设备在车辆附近时才有效。用户可以将车门推或拉到便利位置以外，并且当用户停止移动车门时，系统可以自动地接合制动器以将车门保持在适当位置。

触摸控件1000也可以用于在车门打开时自动关闭车门。例如，如果在车门处于便利位置时驾驶员触摸了触摸控件，这将触发前车门的自动关闭。触摸控件可以用来在车门运动时若被触摸则停止自动移动。例如，触摸屏上的控件可以类似地起作用。

图11示出了前车门1100的一个示例。这里，车门主要被示出为具有：电力打开和关闭装备被安装在其上的车门框架；以及其他部件，诸如车窗调节器和车窗玻璃。也就是说，为了清楚起见，这里已经省略了诸如外皮的许多车门部件。

车门1100被安装到车辆框架1102上。车辆框架形成铰链区域1104，在铰链区域1104处，用于车门的一个或多个铰链附接到框架，以便允许车门在打开位置与关闭位置之间旋转。车辆框架和车门还包括闩锁装置，使得车门可以选择性地束紧到车身。例如，每当车门应该(自动地或手动地)移动出关闭位置时，就可以释放闩锁1106。

车门具有用于打开和关闭车门的电致动马达1108。马达朝向车门框架的前部被附接，并且在铰链区域处致动。例如，马达可以施加一定量的扭矩以便移动车门。车门还具有朝向车门后部定位的推开式致动器1110。例如，当马达不能生成足够的扭矩以那么做时，该致动器可以将车门推离车身。车门具有可以类似于触摸控件900(图9)操作的触摸控件1112。闩锁1106、电致动马达1108、推开式致动器1110和触摸控件1112可以连接到控制器(未示出)。例如，这是基于处理器的部件，该部件从一个或多个传感器取得输入，并且将输出给到任何部件。在这样做时，控制器可以将传感器值输入到编程算法中，以指示车门的运动。

图12示出了在前车门的铰链处致动的电致动马达1108的一个示例。更特别地，马达致动联动机构1200，该联动机构1200在铰链区域1104处施加扭矩以打开或关闭车门。线束连接器1202用于向马达供应电力，使得控制器可以操作马达(诸如通过脉宽调制)。

图13示出了电致动马达1108的一个示例。在一些实施方式中，这是使齿轮系统旋转的电动旋转马达，齿轮系统转而使联动机构1200旋转以打开和关闭前车门。例如，集成的机电制动器可防止和减慢联动机构的旋转。联动机构可以包括球头螺栓附件。车身侧面球头螺栓附件然后可以是上车门铰链组件的一部分。虽然马达可以具有它自己的车门制动器，也可以使用车门过开止动器(例如在车门铰链上)。

图14示出了推开式致动器1110的一个示例。在一些实施方式中，驾驶员车门和乘客车门将各自具有线性推开式致动器，该线性推开式致动器位于在束紧闩锁上方的车门的后边缘附近。这里，致动器活塞1400当前缩回，但是当致动器被激活时将从致动器壳体延伸。当电动马达未提供足够的扭矩来将车门从完全关闭位置移动时，可以旨在使用该致动器。这可能发生在车门被冻结到车身时的结冰条件下。例如，控制器可以检测到马达不能够移动车门，并且作为响应可以激活该致动器。

该致动器附接到车门内板，并且推靠车身(诸如b柱)。致动器可以包括主开关，以防止当致动器活塞伸长时车门关闭。活塞可以具有塑料头，当激活时，塑料头推靠涂漆的车身表面。致动器的力可以基于(举两个示例)车门的重量和尺寸以及潜在的寒冷条件的严重性来选择。致动器可以以任何适合的方式上电和控制，诸如通过脉宽调制。

已经有许多实施方式被描述为示例。尽管如此，其他的实施方式由所附权利要求覆盖。