專利名稱：用于自動車輛應用的自適應控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
下面的公開內(nèi)容大體上涉及自動車輛控制系統(tǒng)，更具體而言，涉及用于自動封閉板應用(例如車輛中的自動上翻式車門)的控制系統(tǒng)。
背景技術：
自動裝置正廣泛應用于諸如自動車輛封閉板的車輛應用中。自動裝置是被連接到 機動化系統(tǒng)的物體，該系統(tǒng)響應于輸入而自動移動物體。自動裝置的一個示例為打開從而 允許通入車輛后部的自動上翻式車門。自動上翻式車門典型地響應于在遙控鑰匙上所按的 按鈕或駕駛室中的按鈕而自動工作。當自動上翻式車門打開或關閉時，有可能存在可能阻 擋上翻式車門打開或關閉的障礙物。在很多情況下，為了防止損壞障礙物或上翻式車門，配 置有相對高靈敏度的傳感控制系統(tǒng)。不幸的是，這種靈敏度水平能導致傳感系統(tǒng)有時在實 際上不存在障礙物的情況下識別出障礙物。例如，當使用加速度計來檢測傳感控制系統(tǒng)中 的物體時，人進入或離開車輛的運動或者影響上翻式車門的車輛其它運動可導致錯誤檢測 結果。這些相同的問題，以及其它問題都可能存在于車輛的很多不同的自動封閉板中，包括 自動上翻式車門。車輛中的自動封閉板通常要求校準，包括確定在很多不同的工作條件下以及在超 過車輛的預期壽命情況下的工作參數(shù)。在很多情況下，校準過程涉及到大量的測試，以收集 用于工作參數(shù)的數(shù)據(jù)。工作條件可包括諸如溫度、海拔、壓力、坡度、部件的磨損、摩擦力的 變化或其它功能部件的變化。包括大量測試的校準過程被用于確定針對車輛壽命的期望工 作條件，并用于配置自動封閉板的參數(shù)，從而隨著時間推移和/或針對不同工作條件而發(fā) 生變化時，在這些參數(shù)內(nèi)工作。因此，希望提供一種改進的控制系統(tǒng)，用于操作車輛中的自動封閉板，例如上翻式 車門。另外，希望提供一種改進的方法，用于操作車輛中的自動應用，以識別障礙物事件 (例如，當自動封閉板遇到障礙物時)，并且減少對大量校準測試的需要。并且，結合附圖和 前述的技術領域和背景技術，其它希望的特征和特性將從后續(xù)的詳細說明和所附權利要求 中變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于控制車輛中的自動封閉板的設備。該設備包括配置成產(chǎn)生控制信 號的命令模塊。馬達配置成基于控制信號致動自動封閉板。馬達傳感器配置成測量馬達的 輸出特性，該馬達傳感器具有馬達傳感器輸出信號。自適應邏輯模塊被聯(lián)接到命令模塊和 馬達傳感器。自適應邏輯模塊配置成向命令模塊提供輸出從而調(diào)節(jié)控制信號，其中自適應 邏輯模塊配置成基于馬達傳感器輸出信號確定何時自動封閉板被障礙物阻礙。提供了一種用于控制車輛中的自動裝置的方法。自動裝置由馬達致動。該方法包 括接收與馬達上的負載相關的和與自動裝置的位置相關的輸入數(shù)據(jù)。使用配置成識別輸入 數(shù)據(jù)中的模式的模式識別模塊處理輸入數(shù)據(jù)?；谳斎霐?shù)據(jù)中的模式確定自動裝置是否被障礙物阻礙?；谧詣友b置是否被阻礙的確定來驅動馬達。本發(fā)明還包括以下方案方案1、一種用于車輛中的自動封閉板的控制系統(tǒng)，包括命令模塊，所述命令模塊配置成產(chǎn)生控制信號；馬達，所述馬達配置成基于所述控制信號致動所述自動封閉板；
馬達傳感器，所述馬達傳感器配置成測量所述馬達的輸出特性，其中所述馬達傳 感器具有馬達傳感器輸出信號；以及自適應邏輯模塊，所述自適應邏輯模塊被聯(lián)接到所述命令模塊和所述馬達傳感 器，其中所述自適應邏輯模塊配置成向所述命令模塊提供輸出從而調(diào)節(jié)所述控制信號，其 中所述自適應邏輯模塊配置成基于馬達傳感器輸出信號確定何時所述自動封閉板被障礙 物阻礙。方案2、如方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其進一步包括位置傳感器，所述位 置傳感器配置成提供與所述自動裝置的位置相關的位置傳感器輸出信號，其中所述位置傳 感器被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊，并且向所述自適應邏輯模塊發(fā)送位置傳感器輸 出信號。方案3、如方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應邏輯模塊包括神經(jīng)網(wǎng) 絡，所述神經(jīng)網(wǎng)絡配置成適應于馬達傳感器輸出信號中的變化和位置信號中的變化。方案4、如方案3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應邏輯模塊進一步包括 模糊邏輯模塊，所述模糊邏輯模塊配置成接收來自所述神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出。方案5、如方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其進一步包括轉換模塊，所述轉 換模塊被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊并且配置成將所述馬達傳感器輸出信號和所 述位置傳感器輸出信號轉換為頻譜信號，其中所述自適應邏輯模塊配置成接收數(shù)字格式信 號。方案6、如方案5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉換模塊為快速傅里葉變換 模塊，所述快速傅里葉變換模塊配置成執(zhí)行所述馬達傳感器輸出信號和所述位置傳感器輸 出信號的快速傅里葉變換。方案7、如方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器為加速度計，所述 加速度計被連接到所述自動裝置并且配置成測量所述自動裝置的相對運動。方案8、如方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器從由霍爾效應傳 感器、光學傳感器、電位計傳感器和加速度計傳感器組成的編碼器的組中選擇。方案9、如方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達為用于液壓泵的液壓泵 馬達，所述自動裝置為液壓動力裝置。方案10、如方案9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達傳感器為壓力傳感器， 所述壓力傳感器配置成測量所述液壓泵的輸出液壓壓力。方案11、如方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達為電動馬達，所述自動 裝置由聯(lián)接到所述電動馬達的致動器機械地致動。方案12、如方案11所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達傳感器為電流傳感器， 所述電流傳感器配置成測量提供到所述電動馬達的電流，其中電流與所述電動馬達施加的 力成比例。
方案13、如方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出模塊包括脈寬調(diào)制模 塊，所述脈寬調(diào)制模塊配置成使用脈寬調(diào)制技術驅動所述馬達。方案14、如方案1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自動裝置為自動上翻式車 門。方案15、一種車輛，包括自動裝置，所述自動裝置由馬達致動；馬達傳感器，所述馬達傳感器具有與馬達的輸出特性相關的馬達傳感器輸出信 號；位置傳感器，所述位置傳感器具有與所述自動裝置的位置相關的位置傳感器輸出 信號；反饋控制模塊，所述反饋控制模塊包括自適應邏輯模塊，所述自適應邏輯模塊配置成接收馬達傳感器輸出信號和位置傳 感器輸出信號，并且基于所述馬達傳感器輸出信號和所述位置傳感器輸出信號確定何時所 述自動裝置被障礙物阻礙；以及命令模塊，所述命令模塊被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊，并且配置成基于 來自所述自適應邏輯模塊的輸出而驅動所述馬達。方案16、如方案15所述的車輛，其特征在于，所述自適應邏輯模塊包括神經(jīng)網(wǎng)絡， 所述神經(jīng)網(wǎng)絡配置有所述自動裝置的運動學數(shù)據(jù)模型。方案17、如方案15所述的車輛，其特征在于，所述自動裝置從由自動上翻式車門、 自動滑動門、自動鉸鏈門、自動活動式車頂、自動行李箱蓋和自動折疊式座椅組成的組中選 擇。方案18、一種控制車輛中的自動裝置的方法，其特征在于，所述自動裝置由馬達致 動，所述方法包括接收與所述馬達上的負載相關的和與所述自動裝置的位置相關的輸入數(shù)據(jù)；使用配置成識別所述輸入數(shù)據(jù)中的模式的模式識別模塊處理所述輸入數(shù)據(jù)；基于所述輸入數(shù)據(jù)中的模式確定所述自動裝置是否被障礙物阻礙；以及基于所述自動裝置是否被阻礙的確定來驅動所述馬達。方案19、如方案18所述的方法，其特征在于，所述處理包括在所述模式識別模塊 識別模式之前將所述輸入數(shù)據(jù)轉換為頻率分量。方案20、如方案18所述的方法，其特征在于，所述模式識別模塊包括神經(jīng)網(wǎng)絡。


通過結合附圖，參考詳細說明和權利要求，可對本主題有更全面的理解，在附圖 中，相同的附圖標記指代相同的元件，其中圖1為具有自動上翻式車門的示例性車輛的側視圖；圖2為具有自動活動式車頂?shù)氖纠攒囕v的側視圖；圖3為具有自動門的示例性車輛的側視圖；圖4為具有自動行李箱蓋的車輛的透視圖；圖5為具有用于自動裝置的反饋控制模塊的示例性系統(tǒng)的示圖6為具有液壓自動裝置的示例性系統(tǒng)的示圖；圖7為具有機電自動裝置的示例性系統(tǒng)的示圖；以及圖8為用于控制自動裝置的示例性方法的流程圖。
具體實施例下面的詳細說明實質(zhì)上僅為示例性的，而不傾向于限制本發(fā)明或本發(fā)明 的應用和 使用。并且，在前述的技術領域、背景技術、發(fā)明內(nèi)容或下面的詳細說明中出現(xiàn)的任何明示 或暗示的理論不傾向于進行約束。如圖1-4所示，車輛100中的自動裝置可為自動上翻式車門110，自動活動式車頂 112、諸如自動滑動門114和/或自動鉸鏈門116的機動門。車輛100中的自動裝置還可包 括自動行李箱蓋120和/或自動折疊式座椅124。車輛100上的其它裝置可為自動的，例如 動力開閉車頂、機動踏腳板，以及車輛上為行動能力受限制的人員裝備的機動的機動性斜 坡和機動性座椅。圖1示出了附接到車輛后部的自動上翻式車門110。在示例性實施例中，上翻式車 門110在車輛的頂部處被鉸接，并且打開以提供通向車輛100的整個后部開口的通路。在 其它實施例中，上翻式車門110可具有其它構造。在示例性實施例中，諸如上翻式車門110的自動裝置被設計為當上翻式車門110 打開或關閉時，在結構上經(jīng)受由馬達施加的致動器的力。上翻式車門110在結構上還被設 計為當上翻式車門110在打開和關閉期間遇到障礙物時能經(jīng)受上翻式車門110上的馬達的 力。在自動裝置工作中，當自動裝置在工作期間被障礙物限制或遇到障礙物的阻擋時，發(fā)生 障礙物事件。典型地，上翻式車門110包括結構加固件，用于承受當上翻式車門110被障礙物阻 礙時來自馬達的力。在示例性實施例中，與傳統(tǒng)的上翻式車門相比，結構性固件可被減少或 去除，從而節(jié)省重量、材料和/或其它制造成本。在障礙物事件過程中由馬達施加的最大的 力可確定結構加固件的大小和重量。例如，當上翻式車門110被諸如壁的障礙物阻礙而阻 止上翻式車門110打開時，馬達可繼續(xù)向上翻式車門施加力，直到控制系統(tǒng)確定障礙物存 在并且停止或反轉馬達為止。如果在上翻式車門110遇到障礙物與控制系統(tǒng)識別出障礙物 事件之間具有明顯延遲，則上翻式車門110中的適合加固件對于防止上翻式車門被馬達的 力損壞是有用的。加固件會使上翻式車門和車輛增加重量。如果在對障礙物事件的識別和 作用中精確度增加和/或時間延遲減小，則上翻式車門110可以更少的加固件和更小的重 量生產(chǎn)，由此節(jié)省材料成本。使用各種實施例的優(yōu)點還可包括可減少和/或去除了車輛100 上的保護結構，其包括保護貼花(appliqU6s)，保護模制品、保護摩擦帶以及其它保護裝置。 從其它自動裝置，例如下面討論的裝置以及其它裝置，可得到與結合示例性上翻式車門110 所描述的益處相似的益處。圖2示出了具有自動活動式車頂112的示例性車輛100?；顒邮杰図?12可為具 有軟頂或硬頂?shù)能図敗Ｔ谑纠詫嵤├?，活動式車?12是包括整個頂板的軟頂。在其 它實施例中，活動式車頂可為車頂?shù)囊徊糠?，也可以是其它構造的活動式車?12。圖3示出了具有諸如自動滑動門114和自動鉸鏈門116的自動門的車輛100。在 其它實施例中，可使用具有其它鉸接形式的自動門。圖3還示出了示例性自動折疊式座椅124。在示例性實施例中，自動折疊式座椅124折入車輛地板的隔間中。圖4示出了包括自動行李箱蓋120的示例性車輛100。與其它自動裝置相同，自動行李箱蓋120可響應于使用者的輸入而以自動的方式打開和/或關閉。在其它實施例中， 可使用其它封閉板和/或其它自動裝置。自動封閉板為用于開口的任何板，該開口配置成 以自動方式操作。在一個實施例中，車輛封閉板為用于開口的板，該開口提供從車輛100外 部到車輛100內(nèi)部的通路。為了簡單的目的，下面的討論將主要集中在自動上翻式車門100上；然而，下面討 論的理論可應用于其它自動裝置，例如圖1-4所示的自動裝置和其它自動裝置。用于自動裝置的示例性控制系統(tǒng)包括馬達，該馬達具有提供與馬達上的負載相關 的反饋的馬達傳感器。在一個實施例中，馬達上的負載與馬達施加到自動裝置上的力相關。 校準過程可用于將施加到自動裝置上的力與馬達上的負載相關聯(lián)。示例性實施例還可包括 適應于自動裝置的工作條件的自適應邏輯模塊。馬達傳感器和自適應反饋控制器可提供在 確定障礙物事件時更快的響應時間、比傳統(tǒng)的控制器在確定障礙物事件時具有相對更高的 精確度、和/或更短的校準過程。示例性實施例還可允許自動裝置以比傳統(tǒng)控制器更低的 材料成本生產(chǎn)。圖5示出了示例性控制系統(tǒng)200的示圖。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)200包括 反饋控制模塊201和機械模塊202。機械模塊202可包括由反饋控制模塊201驅動的馬達 214和將運動從馬達214傳遞到自動裝置210的致動器218。馬達傳感器216還可被聯(lián)接 到馬達214以直接或間接地測量馬達214的輸出特性。在示例性實施例中，位置傳感器212 直接或間接地測量自動裝置210的位置。位置傳感器可為任何類型的編碼器，例如霍爾效 應傳感器(Hall effect sensor)、電位計、加速度計，和/或光學裝置。在示例性實施例中， 反饋控制模塊201從馬達傳感器216和位置傳感器212接收信號，以控制自動裝置210的 運動和確定何時自動裝置210遇到障礙物。反饋控制模塊201可通過使用軟件和/或固件 模塊在處理器或多處理器中應用。反饋控制模塊201還可在硬件模塊中應用。在示例性實施例中，反饋控制模塊201從馬達傳感器216接收馬達傳感器輸出信 號，以提供與馬達214上的負載相關的反饋。反饋控制模塊201可從位置傳感器212接收 位置傳感器輸出信號，用于與自動裝置210的位置相關的反饋。在示例性實施例中，反饋控 制模塊201配置成識別來自馬達傳感器216和位置傳感器212的輸出信號中的模式。反饋 控制模塊201識別的模式可將自動裝置210的位置、馬達214上的負載、時間和/或其它因 素聯(lián)系起來，以改進正常工作模式。如果正常工作條件由于磨損、或溫度、或其它因素而改 變時，反饋控制模塊201可更新正常工作模式。在示例性實施例中，反饋控制模塊201通過 將來自位置傳感器212和馬達傳感器216的信號與正常工作模式進行比較，來確定何時發(fā) 生障礙物事件。反饋控制模塊201適當?shù)匕ㄝ斎肽K232、自適應邏輯模塊230和命令模塊 220。在示例性實施例中，輸入模塊232為數(shù)據(jù)獲取單元，其為數(shù)字信號處理器的一部分。 輸入模塊232可從馬達傳感器216和位置傳感器212接收信號。輸入模塊232還可從車輛 100上的其它傳感器接收輸入數(shù)據(jù)，所述傳感器例如確定車輛100的內(nèi)部和/外部溫度的溫 度傳感器。其它傳感器可包括確定車輛100相對于水平面的角度的水平傳感器、確定車輛 100相對于海平面的海拔的海拔傳感器、和/或確定與車輛100相關的條件的其它傳感器。輸入模塊232接收到的數(shù)據(jù)可由自適應邏輯模塊230使用，以確定如何針對車輛100的當 前條件控制馬達214。在示例性實施例中，自適應邏輯模塊230包括轉換模塊234和人工智能模塊240。 轉換模塊234可將來自輸入模塊的輸入信號轉換為人工智能模塊240使用的格式。例如， 轉換模塊234可使用快速傅里葉變換將輸入信號轉換為頻率分量。人工智能模塊240可包 括神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯控制器244。在示例性實施例中，轉換模塊234以具有頻率分量的 數(shù)字格式向神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯控制器244提供輸入信號，例如來自馬達傳感器216和位 置傳感器212的輸出信號。諸如與車輛條件相關的數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)也可被提供到神經(jīng)網(wǎng)絡 242和邏輯控制器244。神經(jīng)網(wǎng)絡242使用任意適合的數(shù)據(jù)處理建模以確定與自動裝置210相關的數(shù)據(jù)中 的模式。神經(jīng)網(wǎng)絡242可應用于硬件人工神經(jīng)網(wǎng)絡和/或應用為儲存在存儲器、固件和/ 或類似部件中的軟件人工神經(jīng)網(wǎng)絡。神經(jīng)網(wǎng)絡242可使用從輸入模塊232和轉換模塊234 接收到的信息以更新數(shù)據(jù)處理模型。神經(jīng)網(wǎng)絡242可從自動裝置210的工作條件中學習和 /或適應自動裝置210的工作條件。在一個實施例中，神經(jīng)網(wǎng)絡242能夠識別多種模式，其 中一些模式指示正常工作條件，其它模式指示異常工作條件。神經(jīng)網(wǎng)絡242可基于神經(jīng)網(wǎng) 絡242識別的數(shù)據(jù)中的模式來向邏輯控制器244提供數(shù)值。在示例性實施例中，每個獨立的車輛從自動裝置210的多循環(huán)中學習，從而提供 了識別例如障礙物事件的異常條件的更高精確度。示例性控制系統(tǒng)200學習正常工作模 式，且識別與正常工作模式的偏差何時為障礙物事件，而不是在工廠校準過程中確定和編 程工作參數(shù)。示例性實施例可簡化工廠校準過程，從而節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)的時間和成本。邏輯控制器244為應用用于操作自動裝置210的邏輯的任何模塊。在示例性實 施例中，邏輯控制器244從神經(jīng)網(wǎng)絡242接收與是否具有諸如障礙物事件的異常條件相關 的數(shù)據(jù)，且從轉換模塊234接收數(shù)據(jù)。邏輯控制器244可應用為配置成基于諸如模糊邏輯 控制模塊的不精確輸入而確定結果的邏輯控制器。邏輯控制器244可基于多個輸入確定障 礙物事件是否已發(fā)生，其中一些輸入指示障礙物事件已經(jīng)發(fā)生而其它輸入指示障礙物事件 沒有發(fā)生。邏輯控制器244還可確定是否出現(xiàn)其它的工作條件，或者是否需要向自動裝置 210的工作施加其它改變。神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯控制器244可在人工智能模塊240中一起 工作，其中神經(jīng)網(wǎng)絡242提供反饋以修改邏輯控制器244的邏輯，和/或邏輯控制器244提 供反饋以修改神經(jīng)網(wǎng)絡242的模式識別。人工智能模塊240可提供自適應決策過程，用于 確定障礙物事件以及與自動封閉板的工作相關的其它決策。通過應用例如下面所述的過程 的自適應決策過程，反饋控制模塊201可提供更快和更精確障礙物事件的確定。在一個實施例中，人工智能模塊240識別來自轉換模塊234的頻率分量中的模式。 神經(jīng)網(wǎng)絡242可識別數(shù)據(jù)中的模式，即使數(shù)據(jù)與期望的數(shù)據(jù)不一致或包括一些不需要的數(shù) 據(jù)(例如噪音)。神經(jīng)網(wǎng)絡242可向邏輯控制器244提供與障礙物事件是否已發(fā)生相關的 多個輸入。多個輸入中的一些可由自身指示障礙物事件已經(jīng)發(fā)生，而其它輸入可指示障礙 物事件沒有發(fā)生。在示例性實施例中，邏輯控制器244向多個輸入中的每個提供加權值，以 確定障礙物事件是否已發(fā)生。人工智能模塊240可儲存基于正常工作條件的輸入值。例如，基于工廠校準，自 動裝置210與時間有關的位置可被儲存為初始值"Pnmial”。每次當自動裝置210工作時，與時間有關的位置可被測量為“p_sural”，且儲存值可基于該儲存值修改。作為簡化描述的示 例，儲存值可通過例如Pnrodified = ((T^pnormal) +Pffleasured)/(T+1)的公式修改，其中“T”為確定 PnormaI被改變得多快的值。p_al隨后可被Pnrodified代替。測量到的與時間有關的位 置Pmeasured還可與儲存值Pnmial進行比較，以產(chǎn)生位置偏差值pdev。以相似的方式，與時間有 關的馬達214上的負載也可被儲存和更新為Lnmial，其中負載偏差Ldev由人工智能模塊240 確定。在自動裝置工作期間，神經(jīng)網(wǎng)絡242可持續(xù)比較目前條件和正常工作條件，并提供 Pdev和LdCT作為到邏輯控制器244的輸入。在所示的示例中，邏輯控制器244通過向來自神 經(jīng)網(wǎng)絡242的每個輸入提供諸如位置加權A和負載加權B的加權來確定障礙物事件是否已 發(fā)生。加權值可被添加和比較，以產(chǎn)生最終值X，例如X= (Pdev^A)+ (Ldev^B)0最終值X可與 閾值進行比較來確定障礙物事件是否已發(fā)生。在其它實施例中，神經(jīng)網(wǎng)絡242可識別額外 模式，且以任何適合的方式更新正常值組。邏輯控制器244可從神經(jīng)網(wǎng)絡242和/或其它 源接收額外輸入或不同的輸入，且使用任何其它適合的邏輯形式來確定障礙物事件是否已 發(fā)生。例如，人工智能模塊240可儲存測量到的與正常值偏差的數(shù)值，以確定與正常值的偏 差何時為正常偏差。在確定障礙物事件是否已發(fā)生之后，自適應邏輯模塊230可與命令模塊220通信， 從而驅動馬達214。在示例性實施例中，命令模塊包括控制模塊222和輸出模塊224?？刂?模塊222可配置成通過控制信號226來控制自動裝置210的工作。例如，如果自動裝置為 上翻式車門110 (圖1)，控制模塊222可配置成響應于使用者的輸入而自動打開或關閉上翻 式車門110。在示例性實施例中，輸出模塊224響應于與邏輯控制器244和控制模塊222的通 信而提供控制信號226以驅動馬達214。例如，輸出模塊224可使用脈寬調(diào)制來驅動馬達 214。在示例性實施例中，輸出模塊224從控制模塊222接收數(shù)據(jù)，引導輸出模塊224以一 定的電壓或電流驅動馬達214。輸出模塊224可接收來自邏輯控制器244的通信以基于工 作條件修改來自控制模塊222的數(shù)據(jù)，例如將用于驅動馬達214的電壓或電流增加一定量。 在示例性實施例中，當確定障礙物事件時，輸出模塊224接收信號以反轉馬達214，輸出模 塊224與控制模塊222通信以指示障礙物事件被確定。用于配置控制模塊222的校準過程包括校準自動裝置210的運動和通過控制命令對控制模塊222編程以操作自動裝置210。會影響自動裝置210工作的工作條件可使用初 始數(shù)據(jù)被編程到神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯控制器244中，該初始數(shù)據(jù)可被神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯 控制器244基于工作條件而修改。具有與自動裝置的運動相關的數(shù)據(jù)的運動學數(shù)據(jù)模型可 被編程到控制模塊222和/或神經(jīng)網(wǎng)絡242中，作為校準過程的一部分。在示例性實施例 中，諸如溫度、海拔、壓力和/或坡度以及部件的摩損和摩擦力的變化或功能部件中的其它 變化等工作條件可改變。神經(jīng)網(wǎng)絡242和邏輯控制器244可使用模式識別以識別何時當前 工作條件為正常條件且相應地操作自動裝置210。在示例性實施例中，基于來自傳感器212 和216的反饋的正常工作條件的確定允許以更高的精確度確定障礙物事件和其它異常工 作條件。可不需要用于確定工作條件和工作參數(shù)的大量測試，因為神經(jīng)網(wǎng)絡242可基于測 量到的工作條件學習工作參數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡還可適應工作條件中的變化。示例性實施例中的 校準過程針對特定類型的機械模塊202和針對特定的自動裝置210執(zhí)行。機械模塊202的 各種實施例均可使用。例如，圖6和7示出了具有機械模塊202配置的可替換實施例。
在圖6所示的實施例中，機械模塊為液壓機械模塊250。反饋控制模塊201可被通信地聯(lián)接到液壓機械模塊250。液壓機械模塊250可包括被機械地聯(lián)接到液壓泵255的液 壓泵馬達254。在示例性實施例中，馬達傳感器216 (圖5)為壓力傳感器257，其通過測量液 壓泵255的輸?shù)囊簤毫黧w的壓力來測量液壓泵馬達254和液壓泵255的輸出特性。例如， 壓力傳感器257可被安裝在液壓泵255的出口。由壓力傳感器257測量的壓力可與泵馬達 254上的負載相關，且還可與由泵馬達254施加到液壓自動裝置251上的力相關。來自壓力 傳感器257的信號可被輸入模塊232接收，且可用于反饋控制和/或障礙物檢測。液壓泵 255可被用于致動液壓自動裝置251，例如由液壓致動器操作的上翻式車門。在示例性實施 例中的位置傳感器212 (圖5)為加速度計傳感器253，其測量液壓裝置在χ平面和y平面上 的加速度。來自加速度計傳感器253的信息可被用于確定液壓自動裝置251的位置。反饋 控制模塊201可從加速度計傳感器253和壓力傳感器257接收信號，用于反饋控制和用于 確定障礙物事件是否已發(fā)生。在圖7示出的另一實施例中，反饋控制模塊201被通信地聯(lián)接到機電的機械模塊 260。機電的機械模塊260可包括電動馬達264和用于馬達傳感器216 (圖5)的電流傳感器 266，其測量提供到電動馬達264的電流?；魻栃獋鞲衅?63可用作位置傳感器212 (圖 5)，以確定電動馬達264的軸的位置。來自電流傳感器266和霍爾效應傳感器263的信號 可被反饋控制模塊201接收。在示例性實施例中，提供到電動馬達264的電流與電動馬達 264施加到自動裝置261上的力相關。在示例性實施例中，電動馬達264使用諸如齒輪和 杠桿的機械致動器來影響自動裝置261的運動。反饋控制模塊201可通過與電動馬達264 的軸的位置和自動裝置261的位置之間的關系相關的數(shù)據(jù)被配置和校準。通過使用儲存的 校準數(shù)據(jù)，反饋控制模塊201可基于從霍爾效應傳感器263接收到的信息確定自動裝置261 的位置。在其它實施例中，機械模塊202 (圖5)可具有與圖6和7中討論的配置不同的配 置。例如，液壓泵馬達254 (圖6)上的負載可使用電流傳感器代替壓力傳感器257或者在壓 力傳感器257基礎上增加電流傳感器而被測量。馬達傳感器216 (圖5)可為命令模塊220 的一部分，例如基于控制信號226計算傳輸?shù)今R達214的電流的軟件模塊。在其它實施例 中可使用其它方法測量馬達214上的負載和自動裝置210的位置?，F(xiàn)在轉向圖8，用于確定障礙物事件的示例性方法800適當?shù)匕ㄒ韵露喾N功能 接收輸入數(shù)據(jù)，該輸入數(shù)據(jù)包括馬達傳感器輸出信號(功能810)和位置傳感器輸出信號 (功能820)；使用模式識別處理輸入信號(功能840)；以及確定障礙物事件是否已發(fā)生(功 能860)。其它實施例可使用快速傅里葉變換算法附加地轉換輸出信號(功能830)和/或 可使用輸入數(shù)據(jù)和/或根據(jù)情況的其它信息更新模式識別(功能850)。如下面更詳細描述 的那樣，還可提供各種其它功能和其它特征。一般來講，可通過在任何平臺上儲存和/或執(zhí)行的任何種類的硬件、軟件和/或固 件邏輯來實現(xiàn)方法800的各種功能和特征。例如，方法800中的一些或所有可通過在圖5中 的反饋控制模塊201中執(zhí)行的邏輯來實現(xiàn)。在一個實施例中，反饋控制模塊201執(zhí)行軟件 邏輯，該軟件邏輯執(zhí)行圖8示出的各種功能中的每種。這種邏輯可儲存在存儲器中或儲存 在處理器根據(jù)需要能訪問的任何其它儲存器中。因此，應用圖8所示的各種功能中的任何 功能的特定邏輯和硬件可根據(jù)前面列出的各種特征、情況和結構在設備場境、應用和實施方式上不同。用于應用圖8所示的各種功能中的每種功能的特定裝置則可為能夠執(zhí)行任何 格式的傳統(tǒng)軟件邏輯的任何種類的處理結構。這種處理硬件可包括作為反饋控制模塊201 的部件的處理器，或圖5中的控制系統(tǒng)200的其它部件，以及任何其他的處理器或與任何傳 統(tǒng)控制系統(tǒng)相關的其它部件。圖8示出了控制車輛中的自動裝置的示例性方法800的流程圖。在示例性車輛中， 自動裝置被具有馬達傳感器的馬達致動，位置傳感器被用于確定自動裝置的位置。示例性 方法800從功能801開始。反饋控制模塊可從馬達傳感器(功能810)接收與馬達上的當 前負載相關的輸入數(shù)據(jù)，和從位置傳感器(功能820)接收與自動裝置的目前位置相關的輸 入數(shù)據(jù)。反饋控制模塊可具有接收輸入數(shù)據(jù)以及其它信息的數(shù)據(jù)獲取單元。輸入數(shù)據(jù)可為 數(shù)字信號或模擬信號。在示例性方法800的一個實施例中，輸入數(shù)據(jù)被作為數(shù)字信號處理 器的一部分的模擬-數(shù)字轉換器轉換為數(shù)字格式。在方法800的實施例中，其它信號可被 接收，且可執(zhí)行接收輸入數(shù)據(jù)的其它方法。在示例性方法800中，來自馬達傳感器和位置傳感器的輸入數(shù)據(jù)使用快速傅里葉 變換(FFT)轉換為具有頻率分量的格式(功能830)。模式識別過程可被用于基于轉換的信 號和諸如與時間有關的自動裝置的位置和/或馬達上的負載的其它輸入信息來處理輸入 數(shù)據(jù)和執(zhí)行模式識別(功能840)。在示例性方法800中，F(xiàn)FT變換可允許反饋控制模塊快 速識別變化的條件，或在障礙物事件期間發(fā)生在輸入數(shù)據(jù)中的變化。例如，位置傳感器輸出 信號的多頻率分量可由轉換模塊234(圖5)產(chǎn)生，且被發(fā)送到神經(jīng)網(wǎng)絡242和/或邏輯控 制器244。
模式識別過程可以如神經(jīng)網(wǎng)絡一樣是自適應的，并且可通過來自輸入數(shù)據(jù)的信息 被更新(功能850)。通過自適應模式識別過程，反饋控制模塊能夠學習正常工作的特性， 例如上翻式車門在沒有遇到障礙物時打開或關閉的情況。正常工作條件可基于可測量的變 化而變化，例如溫度、壓力和/或坡度(車輛的角度)的變化。在方法800的一個實施例 中，車輛上的傳感器測量溫度、壓力和坡度，并且將目前條件通信給反饋控制模塊。該自適 應模式識別過程隨后可通過正常工作數(shù)據(jù)或在目前工作條件下來自馬達傳感器和位置傳 感器的正常反饋而被更新?；跍y量到的輸入數(shù)據(jù)，自適應模式識別過程可形成參數(shù)，以確 定自動裝置的工作是否正常。模式識別過程還可當諸如障礙物事件的特定異常事件發(fā)生時 被更新。在方法800的實施例中，模式識別過程形成用于確定何時障礙物事件發(fā)生的參數(shù)。 例如，模式識別過程可儲存測量的與正常值偏差的值以確定何時與正常值的偏差為正常偏 差，或者為異常偏差。自動裝置的工作條件還可由于沒有測量的變化的條件而改變，例如摩 擦力、部件的磨損、部件的微小損害的變化以及其它變化。模式識別過程還可配置成適應于 由于工作環(huán)境中的沒有測量的變化導致的變化。在示例性方法800中，模式識別過程的輸出，例如偏差值，由邏輯控制模塊使用， 以確定障礙物事件是否已發(fā)生(功能860)。例如，邏輯控制模塊可使用加權值，向不同的 偏差值提供不同的加權以產(chǎn)生最終值，該最終值與閾值進行比較用于確定障礙物事件。例 如，如果障礙物事件被確定為存在，命令模塊可發(fā)送控制信號以反轉馬達的工作，導致自動 裝置沿相反的方向移動。例如極熱或極冷的其它條件也可由邏輯控制模塊確定。條件的確 定可被命令模塊利用，以驅動馬達(功能870)。例如，如果極熱或極冷被確定為存在，則命 令模塊可以適合的方式增加或減小馬達的電壓。以此方式，模式識別過程和邏輯控制模塊可基于輸入信號確定用于操作自動裝置的適合改變。馬達驅動時反饋控制模塊可繼續(xù)接收輸入數(shù)據(jù)，并且可繼續(xù)確定障礙物事件或其 它條件是否已發(fā)生。示例性方法800可允許具有自動裝置的控制系統(tǒng)快速且精確地確定諸 如障礙物事件的異常事件何時發(fā)生，并且響應于該異常事件來引導改變。示例性方法800 在功能802處結束。盡管在前面的詳細說明中呈現(xiàn)了至少一個示例性實施例，應該認識到存在大量的 變型。還應該認識到，示例性實施例或多個示例性實施例僅為示例，并不傾向于以任何方式 限制本發(fā)明的范圍、應用性或配置。而是，前面的詳細描述將向本領域技術人員提供便利的 途徑以應用示例性實施例或多個示例性實施例。應該理解的是，在不脫離由所附權利要去 及其法律等同物中所列的本發(fā)明的范圍的情況下，可對元件的功能和設置進行各種改變。
權利要求
一種用于車輛中的自動封閉板的控制系統(tǒng)，包括命令模塊，所述命令模塊配置成產(chǎn)生控制信號；馬達，所述馬達配置成基于所述控制信號致動所述自動封閉板；馬達傳感器，所述馬達傳感器配置成測量所述馬達的輸出特性，其中所述馬達傳感器具有馬達傳感器輸出信號；以及自適應邏輯模塊，所述自適應邏輯模塊被聯(lián)接到所述命令模塊和所述馬達傳感器，其中所述自適應邏輯模塊配置成向所述命令模塊提供輸出從而調(diào)節(jié)所述控制信號，其中所述自適應邏輯模塊配置成基于馬達傳感器輸出信號確定何時所述自動封閉板被障礙物阻礙。
2.如權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其進一步包括位置傳感器，所述位置傳 感器配置成提供與所述自動裝置的位置相關的位置傳感器輸出信號，其中所述位置傳感器 被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊，并且向所述自適應邏輯模塊發(fā)送位置傳感器輸出信 號。
3.如權利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應邏輯模塊包括神經(jīng)網(wǎng)絡，所 述神經(jīng)網(wǎng)絡配置成適應于馬達傳感器輸出信號中的變化和位置信號中的變化。
4.如權利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應邏輯模塊進一步包括模糊 邏輯模塊，所述模糊邏輯模塊配置成接收來自所述神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出。
5.如權利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其進一步包括轉換模塊，所述轉換模塊 被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊并且配置成將所述馬達傳感器輸出信號和所述位置 傳感器輸出信號轉換為頻譜信號，其中所述自適應邏輯模塊配置成接收數(shù)字格式信號。
6.如權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉換模塊為快速傅里葉變換模塊， 所述快速傅里葉變換模塊配置成執(zhí)行所述馬達傳感器輸出信號和所述位置傳感器輸出信 號的快速傅里葉變換。
7.如權利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器為加速度計，所述加速 度計被連接到所述自動裝置并且配置成測量所述自動裝置的相對運動。
8.如權利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器從由霍爾效應傳感器、 光學傳感器、電位計傳感器和加速度計傳感器組成的編碼器的組中選擇。
9.一種車輛，包括自動裝置，所述自動裝置由馬達致動；馬達傳感器，所述馬達傳感器具有與馬達的輸出特性相關的馬達傳感器輸出信號；位置傳感器，所述位置傳感器具有與所述自動裝置的位置相關的位置傳感器輸出信號；反饋控制模塊，所述反饋控制模塊包括自適應邏輯模塊，所述自適應邏輯模塊配置成接收馬達傳感器輸出信號和位置傳感器 輸出信號，并且基于所述馬達傳感器輸出信號和所述位置傳感器輸出信號確定何時所述自 動裝置被障礙物阻礙；以及命令模塊，所述命令模塊被通信地聯(lián)接到所述自適應邏輯模塊，并且配置成基于來自 所述自適應邏輯模塊的輸出而驅動所述馬達。
10.一種控制車輛中的自動裝置的方法，其特征在于，所述自動裝置由馬達致動，所述 方法包括接收與所述馬達上的負載相關的和與所述自動裝置的位置相關的輸入數(shù)據(jù)；使用配置成識別所述輸入數(shù)據(jù)中的模式的模式識別模塊處理所述輸入數(shù)據(jù)； 基于所述輸入數(shù)據(jù)中的模式確定所述自動裝置是否被障礙物阻礙；以及 基于所述自動裝置是否被阻礙的確定來驅動所述馬達。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于自動車輛應用的自適應控制系統(tǒng)。具體地，提供了一種用于控制車輛中的自動封閉板的設備。該設備包括配置成產(chǎn)生控制信號的命令模塊。馬達配置成基于控制信號致動自動封閉板。馬達傳感器配置成測量馬達的輸出特性，該馬達傳感器具有馬達傳感器輸出信號。自適應邏輯模塊被聯(lián)接到命令模塊和馬達傳感器。自適應邏輯模塊配置成向命令模塊提供輸出從而調(diào)節(jié)控制信號，其中自適應邏輯模塊配置成基于馬達傳感器輸出信號確定何時自動封閉板被障礙物阻礙。
文檔編號E05F15/20GK101824948SQ20101013004
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權日2009年3月5日
發(fā)明者A·J·奧斯特洛夫斯基, B·L·皮特里加, C·A·科拉, C·A·約翰斯頓, D·N·塞爾班, E·M·小薩諾基, H·-G·維索勒克, W·拉塞爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司