具有变速动力辅助的车门的制作方法

本发明总体上涉及电动车门，并且更具体地涉及具有基于经由接近感测所感测到的用户输入的变速动力辅助的电动车门。

背景技术：

机动车辆包括用于允许进入车辆的各种门组件，诸如允许进入乘客舱的乘客门。车门通常包括门把手和闩锁组件，所述闩锁组件将门锁定在关闭位置并且可由用户操作以解锁门以允许门打开。门可以在打开位置和关闭位置之间枢转或在轨道上滑动。一些车门配备有马达以为打开门提供电动门打开辅助。在接收到用户输入时，马达通常以恒定速度将门致动到打开位置。期望提供一种提供增强功能的电动门打开辅助。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供一种变速电动门。所述变速电动门包括：门板；门把手，其位于板上并具有接触表面；接近传感器装置，其位于把手上以感测用户的手与把手的接合(interfacing)；以及执行器，其以基于所感测到的用户手接触所述接触表面而变化的速度将门板致动到打开位置。

本发明第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或组合：

·当感测到第一大小的接触面积时，执行器以第一速度致动门，且当感测到更大的第二大小的接触面积时，执行器以更大的第二速度致动门；

·当感测到第三大小的接触面积时，执行器以第三速度致动门；

·电动门还包括闩锁，其中当感测到初始接触时，闩锁被解锁；

·电动门还包括控制器，所述控制器被配置成处理由一个或多个接近传感器感测的一个或多个信号，以检测接触并基于检测到的接触来控制执行器；

·接近传感器包括一个或多个电容传感器；

·一个或多个电容传感器包括多个电容传感器；

·接近传感器被配置成感测把手的内表面上的接触表面上的接触；

·门位于车辆上；和

·门把手位于门板的外侧。

根据本发明的另一个方面，提供一种车门。所述车门包括：门板；门把手，其位于板上并具有接触表面；一个或多个接近传感器，其位于把手上以感测用户的手与把手的接合；用于致动门板的执行器；以及控制器，其被配置成控制执行器来以基于所感测到的用户手接触所述接触表面而变化的速度将门打开到打开位置。

本发明第二方面的实施例可包括以下特征中的任何一个或组合：

·当感测到第一接触面积时，执行器以第一速度致动门，且当感测到更大的第二大小的接触面积时，执行器以更大的第二速度致动门；

·当感测到第三大小的接触面积时，执行器以第三速度致动门；

·门还包括闩锁，其中当感测到初始接触时，闩锁被解锁；

·接近传感器包括一个或多个电容传感器；

·一个或多个电容传感器包括多个电容传感器；

·接近传感器被配置成感测把手的内表面上的接触表面上的接触；

·门位于机动车辆上；

·门把手位于门板的外侧；和

·控制器被配置成处理由一个或多个接近传感器感测的一个或多个信号，以检测与接触表面的接触。

在研究以下说明书、权利要求和附图后，本领域技术人员将理解并了解本发明的这些和其他方面、目标和特征。

附图说明

在附图中：

图1是根据一个实施例的机动车辆的侧透视图，该机动车辆具有门，所述门配备有门把手并具有变速动力辅助；

图2是车辆的俯视图，其进一步示出了处于打开位置的两个最前面的电动门；

图3是图1的部分ii的放大图，其进一步示出了车门把手；

图4是根据一个实施例的图3中所示的门把手的局部剖视图，其示出了位于把手上以感测用户的手与把手的接合的接近传感器；

图5是示出用于处理与门把手相关联的接近传感器并控制门解锁和执行器马达的控件的框图；

图6是示出当用户与门把手接合以输入变速门打开辅助命令时利用接近传感器中的一个所产生的信号的信号图；以及

图7是根据一个实施例的示出用于利用电动门控制门闩锁和门/执行器打开速度的程序的流程图。

具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”和其衍生词应按照图1所取向的那样来与本发明联系起来。然而，应当理解，本发明可以采取各种替代的取向，除非明确地规定相反之处。还应当理解，附图中示出的以及在以下说明书中描述的特定装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文所公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为具有限制性。

现在参考图1和图2，根据一个实施例，轮式机动车辆10总体上示出为具有多个变速电动门。车辆10包括设置在车辆的相对侧上的车门16。在所示的实施例中，车辆10在车辆的一侧具有前门和后门，以使驾驶员和乘客能够进入和离开就座区，并且在车辆的相对侧上具有前门和后门，使乘客能够从那一侧进入就座区。每个车门12包括枢转地连接到车辆10的车身26的门板14。每个门板14和车身26之间的连接可包括一个或多个铰链组件18，其允许门围绕铰链组件18在关闭和打开位置之间摆动。虽然在所示的实施例中门12是枢转门，但应当理解，门中的一个或多个可以在打开位置和关闭位置之间以其他方式移动，诸如滑动门。

每个门12还包括位于门板14的外侧的门把手16。门把手16被配置成使得用户可以抓握把手16，并且门把手16在内表面上具有接触表面以使用户能够接触门把手16以输入门解锁命令并输入门打开命令。应当理解，门把手16可以具有其他形状、大小和配置。

门12包括诸如电动马达20的执行器，其示出为位于铰链组件18附近。马达20可沿第一方向致动以将门打开到打开位置。马达20也可以在相反的第二方向上致动，以将门关闭到关闭位置。响应于感测到的用户手接触接触表面伴以门速度控制命令，执行器可以以多种速度操作。例如，门板14可以以第一缓慢速度、或比第一速度快的第二中等或正常速度、或比第二速度快的第三快速速度打开，这取决于通过接近传感器装置在门把手上所感测到的接触面积的量。

车门12还可包括门闩锁组件22，所述门闩锁组件22被配置成在门板14处于关闭位置时接合车身上的闩锁机构24。可以电子地控制闩锁组件22以基于由接近传感器装置所感测的用户输入来锁定和解锁门。例如，当检测到或感测到用户的手接触门把手16上的接触表面并且车辆钥匙扣或诸如智能电话的其他电子装置被感测到紧邻(例如，在一米内)对应的车门12时，闩锁组件22可以解锁。一旦门被解锁，门就可以被致动到打开位置。当门关闭时，闩锁组件22将锁定在车身26上的闩锁机构24上，以保持门12锁定在关闭位置。可使用各种闩锁配置。应当理解，门闩锁组件22可以另外用钥匙扣或车辆上提供的用户输入控件来控制。

参考图3和图4，更详细地进一步示出了门12和门把手16。门把手16示出为位于门板14的外表面上并且从形成在门板14中的凹部28向外延伸。凹部28和门把手16之间的空间允许用户的手到达门把手16周围并抓握门把手16的内表面并接触门把手16的内表面上的接触表面30。门板14中的凹部28使得用户的手能够在空间中进一步延伸，而门把手16不会进一步远离车辆延伸。

电动门12包括接近传感器装置32，所述接近传感器装置32位于门把手16上并且被配置成感测用户的手与门把手16的接合，特别是在门把手16的内侧的接触表面30上。接近传感器装置32具有一个或多个接近传感器，所述一个或多个接近传感器被配置成感测紧邻(例如，在一毫米内)或者接触门把手16上的接触表面30的用户。在所示的实施例中，接近传感器装置32包括示出为沿着门把手16的长度均匀间隔开的四个接近传感器32a-32d，以用于产生对应的感测激活场42a-42d。感测激活场42a-42d示出为彼此重叠并且充分地覆盖接触表面30和门板14与门把手16之间的凹部28内的空间。每个接近传感器32a-32d产生感测激活场42a-42d，并响应于感测到的对应的感测激活场的干扰而产生信号。用每个接近传感器32a-32d产生的信号由控制器处理，以在感测激活场内检测用户(例如用户的手)的存在，并产生取决于在感测激活场内的干扰量或与接触表面30的接触量的信号振幅。例如，当用户的手轻轻地触摸门把手16的内表面时，产生相对较小的振幅信号，而如果用户在接触表面30上拉动门把手16的内表面，则所产生的信号振幅的量较大。

接近传感器32a-32c位于门把手16的壳体内、紧邻接触表面30。门把手16，特别是内侧接触表面30，优选地由不会干扰感测激活场42a-42d的材料制成，诸如聚合材料。每个接近传感器32a-32d位于印刷电路板34上，所述印刷电路板34可以包括其他电路。印刷电路板34包括微处理器40形式的控制器，其可以电连接到接近传感器32a-32d并且可以处理由每个传感器产生的信号。应当理解，每个接近传感器32a-32d位于印刷电路板34的面向把手16的内侧上的接触表面30的一侧上。接地层36设置在印刷电路板34的相对侧上，且因此位于电路板34的朝向门把手16的外部的一侧上。接地层36由导电材料制成，该导电材料接地到电接地。接地层36防止由每个传感器32a-32d产生的感测激活场42a-42d朝向把手16的外侧延伸，同时允许感测激活场42a-42d朝向把手16的接触表面30位于其中的内侧延伸。

在所示的实施例中，多个接近传感器32a-32d包括四个传感器的线性阵列，然而，应当理解，可以在接近传感器阵列中采用一个或多个接近传感器。另外，应当理解，根据一个实施例，接近传感器32a-32d的阵列被配置成在门把手16的内侧上的接触表面30处或附近感测位于把手16的内侧部分上的物体的接近度。然而，应当理解，根据其他实施例，接近传感器32a-32d的阵列可以设置在门把手16的不同侧上。还应当理解，根据其他实施例，变速电动门12可以在车辆的任何侧门或车辆的另一门上实施，诸如车辆后挡板或内门把手。

根据一个实施例，接近传感器32a-32d在本文被示出并描述为电容传感器。每个电容传感器包括至少一个电容传感器，其提供感测激活场42a-42d以感测物体的接触或紧邻(例如，在一毫米内)，所述物体诸如与一个或多个接近传感器32a-32d有关的用户或操作者的手(例如，手掌和/或手指)。电容传感器可以作为可以解锁门闩锁的电容式开关来操作，并且可以作为开关输入来操作以控制用于打开门的门马达的可变速度。在该实施例中，每个接近传感器的感测激活场是电容场，并且用户的手(包括手掌、拇指和其他手指)具有导致感测激活场中的变化或干扰的导电性和介电性，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。然而，本领域技术人员应当理解，可以使用另外或替代类型的接近传感器，诸如但不限于电感传感器、光学传感器、温度传感器、电阻传感器等或其组合。示例性接近传感器在2009年4月9日的触摸传感器设计指南，10620d-at42-04/09中进行了描述，整个参考文献通过引用并入本文。

根据一个实施例，每个电容传感器可以配置有电路，该电路可以在基板上印刷有印刷油墨，并且通常包括驱动电极和接收电极，驱动电极和接收电极各自具有用于产生电容场的交叉指状物。应当理解，可以以其他形式形成每个接近传感器32a-32d。每个电容传感器可以具有驱动电极和接收电极，驱动电极通常接收以电压施加的方波驱动脉冲，接收电极具有用于产生输出电压的输出端。应当理解，电极可以以各种配置布置，以产生电容场作为感测激活场。

在一个实施例中，每个接近传感器的驱动电极被施加电压输入作为方波脉冲，所述方波脉冲具有足以将接收电极充电到所需电压的电荷脉冲周期。接收电极由此用作测量电极。当用户或操作者(诸如用户的手或拇指或其他手指)进入与传感器中的一个相关联的感测激活场时，检测由手或手指引起的对激活场的干扰并产生信号。根据一个实施例，每个信号由控制器处理以确定是否解锁或解开门闩锁以及是否控制执行器以高速、中速或低速控制门的打开速度。通过处理与对应信号通道相关联的电荷脉冲信号来检测每个感测激活场的干扰。当用户的手或手指进入感测激活场时，经由单独的信号通道处理每个感测激活场的干扰。

由每个单独的接近传感器产生的感测激活场42a-42d在图4中示出略微重叠，然而，应当理解，感测激活场可以更小或更大，并且可以根据各个感测激活场的灵敏度或多或少地重叠。通过在紧邻接触表面30的把手16的内侧上采用多个感测激活场，可以基于所感测的信号来确定手的大小和形状以及与接触表面30的抓握接触量。每个信号的振幅可以基于手的大小和感测激活场所在的接触表面30上的接触量而变化。另外，可以通过处理利用所有四个电容传感器产生的信号来确定在把手16的整个内表面上延伸的接触表面30上的接触量。可以处理由电容传感器产生的信号的总和或信号的平均值，以确定接触面积和用户输入命令。因此，接近传感器32a-32d中的一个或全部可以感测用户的手所接合的接触面积的大小。

当手与把手16取得初始接触或紧密接触时，可以建立初始信号电平，其可以用于解锁门。根据一个实施例，当用户输入门解锁命令时建立初始电平。但是，初始信号电平可以在其他接触力下输入。一旦解锁，就可以基于由接触门把手16的接触表面30的手施加的用户输入来利用执行器辅助而控制门打开。当感测到相对于初始接触的更大的第一大小的接触面积时，执行器以第一速度致动门打开。当感测到相对于初始接触的更大的第二大小的接触面积时，控制执行器以更大的第二速度致动门打开。当感测到相对于初始接触的更大的第三大小的接触面积时，进一步控制执行器以第三速度致动门打开。因此，用户可抓住把手16并解锁或解开门，且然后可通过抓握把手16而进一步将所需量的力施加到接触表面30上，所述抓握把手16使手变平并增加施加到把手的内侧上的接触表面30的接触面积。感测到的接触面积的变化用于控制利用执行器打开门的速度。通过轻轻地拉动门，实现第一接触面积，而通过以更大量的力拉动门导致与把手16的接触表面30的更大接触，可以实现更大的门打开速度。通过在进一步提高的接触表面上以更大的力更加用力地拉动门，可以实现还要更大的门打开速度。

参考图5，示出了用于控制门闩锁组件22和门执行器20以对门中的一个进行变速门打开控制的控制器40。控制器40可包括微处理器40和存储器46。应当理解，控制器40可以包括模拟和/或数字电路。控制器40接收来自与门把手相关联的每个电容传感器32a-32d的信号，并且基于信号的振幅和模式(诸如四个信号的总和或平均值)来控制用于那个门的门闩锁组件22和门执行器20。控制器40根据可由微处理器40执行的控制程序100处理输入信号。

参考图6，示出了在用户输入施加到门把手期间由四个电容传感器的平均值产生的信号的一个示例，其中用户在门解锁命令和三个变速门打开命令之间顺序地移动手抓握。信号振幅是传感器计数随时间变化的函数，并且指示在接触表面上接触的接触面积的量。当用户的手接近把手上的接触表面时，实现了感测激活场的扰乱，这导致信号的振幅增加。

信号50被示出为在用户的手与接触表面的初始接触期间上升并且超过第一阈值t1，其是用于确定门解锁输入的低阈值。当信号50基本上平稳时，诸如由在阈值t1之上的信号部分50a所示，控制器40可控制门闩锁以解锁门，前提是确定用户具有开门权限，诸如紧邻门拥有钥匙扣。信号部分50a处的信号振幅可用于建立初始信号电平并将其存储在存储器中。信号50被进一步示出为上升超过第二较高阈值t2，其是一个这样的阈值，信号必须超过该阈值以便检测用于打开门的速度控制输入。信号50上升到高于阈值t2的部分50b上的基本上稳定的信号。如果信号50已经比初始信号电平增加百分之二十(20％)，则确定慢门打开输入，并且控制器控制执行器以缓慢的第一速度打开门。如果信号比初始信号增加百分之四十(40％)，如部分50c所示，则控制器控制执行器以正常的第二速度打开门，该第二速度大于第一速度。如果信号比初始信号增加百分之六十(60％)或更多，如部分50d所示，则控制器控制执行器以更快的第三速度打开门，该第三速度大于第二速度。这样，门打开的速度可以通过施加到门把手的力的量来控制，这增加了由接近传感器感测到的手在接触表面上的表面积的量。

参考图7，示出了根据一个实施例的用于控制变速电动门的程序100。程序100在步骤102处开始并进行到步骤104以确定是否达到解锁的触发电平以及信号是否稳定，如果不是，则清除初始信号并返回到步骤102。如果达到解锁的触发水平并且信号稳定，则程序100进行到步骤106以在门尚未解锁的情况下解锁门，并将解锁信号电平存储为初始信号电平。接下来，程序100进行到步骤108以确定门是否完全打开，如果是，则进行到步骤110以在返回之前清除初始信号电平。

如果门完全打开，则程序100进行到判定步骤112以确定信号是否已经比初始信号电平增加了百分之六十(60％)，如果是，则在返回到步骤102之前以快速的第三速度移动门。接下来，在判定步骤116处，程序100确定信号是否已经比初始信号电平增加了百分之四十(40％)，如果是，则在步骤118处以正常的第二速度向外移动门，然后返回到步骤102。接下来，在判定步骤120处，程序100确定信号是否已经比初始信号电平增加了百分之二十(20％)，如果是，则在步骤122处以缓慢的第一速度向外移动门，然后返回到步骤102。如果信号尚未比初始信号电平增加百分之二十(20％)，则程序100进行到步骤124以防止门移动，且然后在步骤126处返回到开始。

因此，应当理解，变速电动门12有利地基于用户在门把手上的接触表面上施加力或接触的不同程度的作用力来控制门打开的速度。这样，可以控制门的打开速度，这可能是期望的，特别是当物体可能在门的前面或者用户可能急于打开门时。结果，电动门打开辅助装置提供增强的门打开功能。

应当理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以对前述结构作出改变和修改，并且还应当理解，除非以下权利要求通过其语言另外明确说明，否则这类概念意图被这些权利要求覆盖。

根据本发明，提供一种变速电动门，所述变速电动门具有：门板；门把手，其位于板上并具有接触表面；接近传感器装置，其位于把手上以感测用户的手与把手的接合；以及执行器，其以基于所感测到的用户手接触所述接触表面而变化的速度将门板致动到打开位置。

根据一个实施例，当感测到第一大小的接触面积时，执行器以第一速度致动门，且当感测到更大的第二大小的接触面积时，执行器以更大的第二速度致动门。

根据一个实施例，当感测到第三大小的接触面积时，执行器以第三速度致动门。

根据一个实施例，本发明的特征还在于闩锁，其中当感测到初始接触时，闩锁被解锁。

根据一个实施例，本发明的特征还在于控制器，其被配置成处理由一个或多个接近传感器感测的一个或多个信号，以检测接触并基于检测到的接触来控制执行器。

根据一个实施例，接近传感器包括一个或多个电容传感器。

根据一个实施例，一个或多个电容传感器包括多个电容传感器。

根据一个实施例，接近传感器被配置成感测把手的内表面上的接触表面上的接触。

根据一个实施例，门位于车辆上。

根据一个实施例，门把手位于门板的外侧。

根据本发明，提供一种车门，所述车门具有：门板；门把手，其位于板上并具有接触表面；一个或多个接近传感器，其位于把手上以感测用户的手与把手的接合；用于致动门板的执行器；以及控制器，其被配置成控制执行器来以基于所感测到的用户手接触所述接触表面而变化的速度将门打开到打开位置。

根据一个实施例，当感测到第一接触面积时，执行器以第一速度致动门，且当感测到更大的第二大小的接触面积时，执行器以更大的第二速度致动门。

根据一个实施例，当感测到第三大小的接触面积时，执行器以第三速度致动门。

根据一个实施例，本发明的特征还在于闩锁，其中当感测到初始接触时，闩锁被解锁。

根据一个实施例，接近传感器包括一个或多个电容传感器。

根据一个实施例，一个或多个电容传感器包括多个电容传感器。

根据一个实施例，接近传感器被配置成感测把手的内表面上的接触表面上的接触。

根据一个实施例，门位于机动车辆上。

根据一个实施例，门把手位于门板的外侧。

根据一个实施例，控制器被配置成处理由一个或多个接近传感器感测的一个或多个信号，以检测与接触表面的接触。