УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДВЕРЕЙ АВТОМОБИЛЯ
CAR DOOR DRIVE

Область применения
Изобретение относится к области автомобильной промышленности и может быть использовано для открывания, закрывания и других перемещений дверей автомобиля человеком, в том числе человеком с ограниченными возможностями.
Также изобретение может быть использовано для перемещения других подвижных объектов - тележек, мебельных ящиков и т.д.
Известный уровень техники
Известно устройство перемещения дверей автомобиля «Мерседес», позволяющее закрывать двери автомобиля легким толчком руки, но для открывания дверей автомобиля необходимо осуществить захват ручки дверей автомобиля.
Также известно устройство для перемещения дверей автомобиля (см. WO 0037755), которое открывает двери автомобиля на предварительно заданный угол.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство перемещения дверей автомобиля (Magic Toutch, www.lafranceautoworks.com, WO 2007011938 A2). Известное устройство использует тактильный сенсор для того, чтобы инициализировать частичное открывание дверей автомобиля. Однако известное устройство требует захвата человеком дверей автомобиля или ручки дверей автомобиля для полного открывания. Устройство не используется для закрывания дверей автомобиля.
В вышеуказанных устройствах человек не осуществляет управления процессом перемещения дверей автомобиля, а только инициализирует его.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства перемещения дверей автомобиля, использование которого позволит без захвата перемещаемого объекта (дверей автомобиля или их части), полностью и точно контролировать его перемещение, не теряя при этом тактильного контакта с объектом и чувствуя через интенсивность этого контакта реальное сопротивление, оказываемое внешней средой, перемещению объекта.
Суть изобретения
Основная цель изобретения - улучшение эргономических и эстетических характеристик и его использование для потребностей людей с ограниченными возможностями, для чего необходимо исключить захват перемещаемого объекта или его части рукой человека и обеспечить непрерывный тактильный контакт объекта с частью тела человека при любом перемещении объекта.
Также задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств и возможностей устройств перемещения дверей автомобиля.
Другие задачи настоящего изобретения будут рассмотрены ниже по мере изложения настоящего описания и чертежей.
Поставленная задача решена следующим образом: известное устройство перемещения дверей автомобиля (Magic Touch, www.lafranceautoworks.com, WO 2007011938 A2), которое содержит тактильную сенсорную поверхность, управляющий микроконтроллер и выполняющий механизм замка, согласно заявляемому изобретению, сенсорная поверхность устанавливается подвижно относительно дверей автомобиля и перемещается первым приводом, оснащенным сенсорами силы и положения так, чтобы сохранить силу тактильного контакта с частью тела человека, близкой к заданной, в зависимости от реального усилия, с которым перемещаются двери автомобиля вторым приводом, оснащенным сенсором силы и положения и предназначенным для перемещения дверей автомобиля так, чтобы позиция тактильной сенсорной поверхности находилась внутри интервала своих возможных движений относительно дверей автомобиля.
В частном варианте реализации заявляемого изобретения тактильная сенсорная поверхность оснащена сенсором силы, который выполняет функции сенсора силы первого привода, при этом первый привод не оснащен сенсором силы.
В частном варианте реализации изобретения в качестве тактильной сенсорной поверхности используют тактильный экран или тактильный коврик.
Чертежи
При рассмотрении вариантов выполнения настоящего изобретения используется узкая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же самых задач.
Фиг.1 - схематично изображено устройство перемещения дверей автомобиля.
Фиг.2 - изображена схема подключения приводов, сенсоров, выполняющего механизма замка и сенсорной поверхности для управляющего микроконтроллера.
Осуществление изобретения
На фиг.1 изображены следующие позиции: выполняющий механизм замка 1, упругий рычаг 2, управляющий микроконтроллер 3, второй привод 4, корпус автомобиля 5, двери автомобиля 6, тактильная сенсорная поверхность 7, первый привод 8, ось 9.
На фиг.2 изображены следующие позиции: двигатель 4.1 второго привода 4, сенсор позиции 4.2, сенсор силы 4.3, двигатель 8.1 первого привода 8, сенсор позиции 8.2, сенсор силы 8.3.
Позицией 7.1 изображен вариант размещения сенсора силы 7.1 на тактильной сенсорной поверхности.
Позицией 8.3 изображен сенсор силы, который может отсутствовать в случае наличия сенсора силы 7.1 на тактильной сенсорной поверхности.
Поставленная задача решается следующим образом: известное устройство (Magic Toutch, www.lafranceautoworks.com, WO 2007011938 A2), состоящее из тактильной сенсорной поверхности (7), управляющего микроконтроллера (3) со схемами обеспечения его работы и выполняющего механизма замка (1), согласно заявляемому изобретению (фиг.1) тактильная сенсорная поверхность (7) установлена подвижно относительно дверей автомобиля (6) на упругом рычаге (2), или рычаге с упругим элементом, рычаг перемещается первым приводом (8), оснащенным сенсором силы и положения, а двери (6) автомобиля перемещаются вокруг оси (9), относительно корпуса (5) автомобиля, вторым приводом (4), оснащенным сенсором силы и положения.
В качестве тактильной сенсорной поверхности (7) может использоваться тактильный экран или тактильный коврик, при чем характеристики тактильного контакта могут быть использованы для управления оборудованием автомобиля и контроля доступа к нему. Сигналы от всех сенсоров и выполняющие сигналы первого и второго приводов и замка подключены (фиг.2) к управляющему микроконтроллеру (3). Кроме функций открывания, закрывания и управления движением дверей (6) автомобиля управляющий микроконтроллер (3) может выполнять другие общеизвестные функции управления оборудованием автомобиля и контроля доступа к нему.
Система работает следующим образом. При закрытых дверях (6) автомобиля и при остановленном автомобиле, после прикосновения части тела человека к тактильной сенсорной поверхности (7), с усилием не меньше заданного в комфортных для тактильного контакта пределах усилия, управляющий микроконтроллер (3) реагирует на касание и сравнивает заданное усилие с приложенным усилием. Если приложенное усилие больше заданного усилия и затем уменьшается, то управляющий микроконтроллер (3) посылает сигнал открывания дверей (6) автомобиля на выполняющий механизм замка (1). Затем, если приложенное усилие меньше заданного, то управляющий микроконтроллер (3) посредством первого привода (8) перемещает упругий рычаг (2) с тактильной сенсорной поверхностью (7) в сторону человека.
Если приложенное усилие больше заданного, то упругий рычаг (2) перемещается первым приводом (8) в сторону автомобиля, если в результате перемещения двери (6) автомобиля окажутся в позиции, в которой их можно закрыть замком, то управляющий микроконтроллер (3) посылает сигнал закрытия дверей (6) автомобиля на выполняющий механизм замка (1), открывание дверей (6) автомобиля разрешается управляющим микроконтроллером (3), если приложенное усилие станет меньше заданного. Если есть разрешение, то для открывания дверей (6) автомобиля снова нужно приложить усилие больше заданного и затем уменьшить его. В то же самое время управляющий микроконтроллер (3) перемещает двери (6) автомобиля посредством второго привода (4) так, чтобы упругий рычаг (2) находился внутри интервала своих возможных движений относительно дверей (6) автомобиля. Сила, с которой перемещаются двери (6) автомобиля, измеряется сенсором силы второго привода (4) и используется управляющим микроконтроллером (3) для установления заданного усилия, которое чувствует человек, осуществляющий перемещение дверей (6) автомобиля.
Сигнал от сенсора позиции второго привода (4) используется управляющим микроконтроллером (3) для определения границ движения дверей (6) автомобиля. Таким образом, двери (6) автомобиля или другой объект следует за движением части тела человека, удерживая силу непрерывного тактильного контакта с частью тела человека, близкой к заданному усилию, отражающему реальное усилие, необходимое для того, чтобы переместить двери (6) автомобиля или другой объект. Разрыв тактильного контакта и завершение перемещения могут быть выполнены резким движением в сторону человека или перемещением контактирующей части тела человека за пределы тактильной сенсорной поверхности (7).
Для удержания силы тактильного контакта, близкой к заданной, был использован простой алгоритм двухконтурной обратной связи, управляющий посредством первого привода (8) движением упругого рычага (2) и через второй привод (4) - движением дверей (6) автомобиля, но могут быть использованы более сложные и точные алгоритмы обратной святи, чем вышеизложенный, например, пропорционально-интегрально-дифференциальный (см. http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller).
Вышеизложенный принцип работы системы не исключает возможность закрывания дверей (6) автомобиля толчком в сторону автомобиля и открывание дверей (6) автомобиля с помощью захвата дверей (6) автомобиля. Толчок и захват дверей определяются при остановленном втором приводе (4) и превышении силы, измеряемой сенсором второго привода (4), комфортного предела для тактильного контакта, т.е. когда контакт становится силовым.
Если сила направлена в сторону автомобиля, то управляющий микроконтроллер (3) определяет толчок, перемещает двери (6) автомобиля в позицию закрывания и отправляет сигнал закрывания на выполняющий механизм замка (1). Если сила направлена в сторону человека, то определяется захват и двери (6) автомобиля перемещаются вторым приводом (4) в сторону человека до предела открывания при условии, что сила измерена сенсором силы второго привода (4) превышает комфортный предел для тактильного контакта.
Технический результат
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка устройства перемещения дверей автомобиля, использование которого позволит человеку контролировать процесс перемещения дверей автомобиля с поддержанием обратной силовой связи между человеком и дверями автомобиля и сохранением непрерывного тактильного контакта между сенсорной поверхностью и частью тела человека.