用于安装在车辆中或车辆上的可设置单元

技术领域

本发明涉及一种用于安装在(机动)车辆中或车辆上的可设置单元，例如具有诸如汽车上的可调节外后视镜之类的可动组件。本发明还涉及一种具有这种可设置单元的车辆以及用于这种可设置单元的调节仪器。

背景技术

用于安装在(机动)车辆中或车辆上的可设置单元本身是目前已知的。可设置单元的一个例子是视觉单元。视觉单元在一种简单的形式中是车辆上可在外部使用的后视镜。在使用位置时，视觉单元可以用于向驾驶员提供车辆旁边以及后方发生的事情的画面，例如，视觉单元包括面向侧面或后面的后视镜，或者包括与车辆中的显示器相互配合的相机。视觉单元可包括功能保持器，例如用于对后视镜或相机的方向进行微调的调节仪器、后视镜加热装置、后视镜玻璃调节器、方向指示器等。视觉单元还可以用于向仪表盘控制单元提供信息，例如在完全或部分自动驾驶车辆的情况中。视觉单元可以包括一个或多个传感器形式的其他功能保持器，例如相机、激光雷达传感器、雷达传感器和/或其他传感器。

在一个实施例中，调节仪器可用于在使用位置(其中视觉单元从车辆侧面向外方向延伸)和停放位置(其中视觉单元尽可能地沿车辆贴着其延伸)之间折叠视觉单元。该停放位置用于使车辆在停车位置处收窄，以保护视觉单元免受损坏。

调节仪器通常放置在位于视觉单元外壳内的视觉单元与固定连接至车辆的支撑脚之间。该调节仪器包含例如固定附接到支撑脚并相对于车辆的基面或多或少地垂直延伸的调节轴、传动系、以及连接到视觉单元或作为视觉单元一部分的调节框架。

为了让不同功能保持器能够通电、操作以及读取，在被安装在车辆内或车辆上时，需要将功能保持器连接至车辆中的电子设备。通常通过调节轴将电流导体连接至支撑脚，为此目的(通电)，调节轴被构造为中空的。电流导体数量的增加会影响调节轴直径的必要大小，因此(共同)决定了调节仪器的尺寸以及视觉单元的尺寸。大型的视觉单元在空气动力学上是不利的。

需要为调节仪器提供传感器，以检测是否到达使用位置，并使其能够与驾驶员或车载部件进行通信。更普遍地，对于安装在车辆中或车辆上的，并具有电流导体以向功能保持器供电的其它可设置单元，同样也需要为其提供传感器以检测可设置单元的状态并与驾驶员或车载单元进行通信。

发明内容

本发明的其中一个目的是限制用于连接到可设置单元的电流导体的数量，该可设置单元用于安装在车辆内或车辆上。

本发明的另一个目的是限制可设置单元的调节轴中的电流导体的数量。

本发明的其中一个目的是限制视觉单元的调节轴中的电流导体的数量。

本发明提供了一种用于安装在车辆上或车辆中的可设置单元，其中包括：

传感器，其用于检测可设置单元的组件的状态；

由电源电流驱动的功能保持器，其被配置为对可设置单元进行设置；

电流导体，其用于向功能保持器提供电流；

开关，其与电流导体及功能保持器串联；

延迟电路，其被配置为在电流导体上的电压上升之后使得开关延迟导通；

信号电路，其被配置为根据传感器的结果，在延迟期间设置流经电流导体的电流的一个方面。

在上述部件形成可设置单元的可动组件，并且功能保持器和传感器位于可动组件中或其上的情况下，电流导体可以穿过调节轴到达可动组件。在这种情况下，由于传感器的结果可以通过电流导体读取，因此调节轴中所需要的空间较少。而且，如果功能保持器和传感器位于固定组件中，传感器的结果可以通过电流导体被读取的这一事实简化了可设置单元的安装。

这使得以简单的方式将传感器检测结果传递到外部电子设备成为可能，例如传递给可设置单元的固定组件中的电子设备，其中在该固定组件上已经安装了可动组件，或者传递给在其中或其上已安装有可设置单元的车辆的一部分中的电子设备，而无需额外的电流导体。

原则上，在电压上升之后，也就是说，在电源电压达到让功能起作用的有效水平之后，功能保持器(例如后视镜调节机构的电机、相机调节机构的电机、方向指示器的光源、相机或后视镜的加热装置等)必须能够长时间地实现其功能(旋转电机轴、发光、产生热量)。这不会明显地受到向功能保持器提供的电流的短暂延迟接通的影响。其使得将传感器检测结果传递给车辆中的电子设备的同时不需要额外的电流导体成为可能。

作为用于发信号的电流的一个方面，优选使用电流强度。这可以用简单的方法来实现。但是也可以使用其他方面，例如电流调制的存在与否，或者调制的各个方面，如调频。功能保持器和传感器是可设置单元中的不同组件，因此流过功能保持器的电源电流的大小不是上述用于传感器发出结果信号的电流方面。该电流的方面与通过功能保持器的电源电流被分开调节(优选地独立调节)。在功能保持器为电机或加热器的情况下，电机电流和加热器电流分别不是所涉及的电流的方面。

在一个实施例中，传感器是方向传感器，例如用于检测视觉单元外壳相对于调节轴的方向。这种传感器可以用于确定是否已经达到所期望的方向，而不需要额外的电流导体。优选地，其电流导体被用于信号传输的功能保持器是用于调节相关方位的调节仪器。这样，可以基于该信号传输直接控制上升后的电源电流是否必须保持不变。该旋转是例如视觉单元外壳围绕调节轴的旋转。

本发明提供了一种可设置单元，其中包括：

可动部件，其包括：

传感器，其用于检测执行器的状态；

由电源电流驱动的功能保持器；

电流导体，其用于向功能保持器提供电流；

开关，其与电流导体及功能保持器串联；

延迟电路，其被配置为在电流导体上的电压上升之后使得开关延迟导通；

信号电路，其被配置为根据传感器的传感结果，在延迟期间设置流经电流导体的电流的一个方面。

根据其他方面，本发明提供了一种用于车辆的特别是机动车辆的可调节视觉单元，其包括：

视觉单元的外壳；

位于视觉单元外壳内部的传感器，其用于检测视觉单元的状态；

位于视觉单元外壳内部的功能保持器，其被配置为由电源电流驱动；

电流导体，其用于向功能保持器提供电流；

开关，其与电流导体及功能保持器串联；

延迟电路，其被配置为在电流导体上的电压上升之后使得开关延迟导通；

信号电路，其被配置为根据传感器的传感结果，在延迟期间设置流经电流导体的电流的一个方面。

根据其他方面，本发明提供了一种依赖于传感器控制车辆上或车辆中的可设置单元的方法，其中可设置单元包括电流导体，电流导体用于从车辆向可设置单元的功能保持器提供电源电流，例如用于设置可设置单元的活动部件的位置或方向，该方法包括以下步骤：

接通电流导体之间的电源电压；以及

通过在接通电源电压之后的延迟时间间隔期间测量流经至少一个电流导体的电流的一个方面，以检测来自传感器的传感结果信号。

根据其他方面，本发明提供一种用于发出来自车辆中或车辆上的可设置单元的传感结果信号的方法，其中可设置单元包括用于向可设置单元中的功能保持器供电的电流导体，并且其中所述的方法包括以下步骤：

在电流导体之间的电源电压上升之后，延迟电源电流从电流导体向功能保持器的传递；

根据传感结果，在延迟期间设置流经至少一个电流导体的电流的一个方面。

根据其他方面，本发明提供一种用于依赖传感器来控制车辆的特别是机动车辆的可调节视觉单元的方法，其中所述的视觉单元包括电流导体，电流导体被用于从车辆向视觉单元的功能保持器提供电源电流，其中该方法包括以下步骤：

从车辆上，接通电流导体之间的电源电压；以及

通过在接通电源电压之后的延迟时间间隔期间测量流经至少一个电流导体的电流的一个方面，以检测来自视觉单元中的传感器的传感结果信号。

根据其他方面，本发明提供一种用于从车辆上的可调节视觉单元向车辆发出传感结果信号的方法，其中视觉单元包括用于向视觉单元中的功能保持器供电的电流导体，并且其中所述的方法包括以下步骤：

在电流导体之间的电源电压上升之后，延迟电源电流从电流导体向功能保持器的传递；

根据传感结果，在延迟期间设置流经至少一个电流导体的电流的一个方面。

附图说明

通过参考附图对示例性实施例的所作的详细描述，本发明的目的和优点将变得明显，在附图中：

图1示出了用于车辆上的视觉单元；

图1a示出了用于车辆上的可动的空气动力学结构；

图2示出了用于电动机驱动和传感器信息继电器的电路；

图3示出了用于控制电动机和读取传感器的电路；

图4示出了通过电流导体的电压和电流。

具体实施方式

图1示出了作为安装在车辆上或车辆中的可设置单元的示例性视觉单元，其位于车辆上并具有固定连接至车辆的支撑脚10以及视觉单元外壳12。该视觉单元包括调节仪器和调节轴14，调节仪器设有装在视觉单元外壳12内部的电动机、传动系和调节框架(未示出)，调节轴14固定安装到支撑脚10并且当视觉单元安装在车辆上时基本竖向地延伸。所述电动机通过电流导体(例如电线)提供电流，该电流导体通过调节轴14从视觉单元外壳12延伸到支撑脚10。

该视觉单元还包括传感器18，以检测调节元件是否已经到达使用位置。传感器18可以包括例如微动开关。由传感器18发出的有关于传感器信号的信息通过与驱动电动机的电流相同的电流导体传递。在一个实施例中，这是在电动机接通之前的预设的时间间隔内完成的。

虽然图1示例性地示出了如后视镜的视觉单元，但是具有与可动部件(例如视觉单元外壳)相连的电流导体的相同类型的执行器也可以用于其他应用。图1a示出了具有空气动力学结构100的可设置单元的例子，空气动力学结构100作为支撑脚10上的可动部件，可设置单元通过支撑脚10连接到车辆。这种空气动力学结构100可以应用在陆地车辆例如汽车中，用于调节沿着或穿过车辆的气流，例如用于减少空气阻力或利用空气动力学结构100进行冷却。

在此，空气动力学结构100通过电机外壳110和调节轴14附接至支撑脚10。在使用中，调节轴14由电机外壳110中的一个或两个电机驱动，以设置空气动力学结构100与支撑脚10之间的距离。一个或两个外壳110包括传感器18，以测量一个或多个调节轴14滑出的程度。可根据传感器的结果驱动电机。

以下，将视觉单元作为可设置单元的例子对实施例进行了描述，其中执行器单元的可动部件作为示例被描述为该视觉单元的一部分。但是这些例子同时用作其他种类的可设置单元的示例，例如用于执行器单元以及包括这种可设置单元的系统。

图2示出了包括在视觉单元外壳12中的电路，或者更一般地，包括在可设置单元的可动部件中或可动部件上的电路，用于使用相同的电流导体22a、b以驱动电动机20并传递关于传感器18的传感信号的信息。电流导体22a、b从调节轴14延伸到视觉单元外壳12中或更一般地延伸到可设置单元的可动部件中，并在其中耦合到电动机20。该电路包括延迟电路24、电阻25以及第一、第二和第三开关26、28a、28b。第二开关28a是可选的。电阻25与第一和第二开关26、28a彼此串联连接。在另一个实施例中，可以进一步包括与电阻25和第一开关26的串联连接相并联的另一个电阻(未示出)。

第一开关26可以是传感器18的一部分，例如作为由调节轴14上的凸轮切换的微动开关，但是出于说明目的，第一开关26和传感器18被示为分开的部件。第二和第三开关28a、b可以作为开关晶体管被实现。第三开关28b与电动机20串联连接。延迟电路24的电源输入端耦合到电流导体22a、b，并且延迟电路24的输出端耦合到第二和第三开关28a、b的控制输入端。第三开关28b和电动机20的串联连接与电阻25、第一和第二开关26、28a的串联连接以及延迟电路24相互并联。

延迟电路24可以包括例如定时器电路，该定时器电路被配置为在电源电压上升时以初始状态启动，并在预设的时间间隔后切换。电源电压的上升是指电源电压达到有效电压值水平所需的时间，例如在其为零或低于有效电压后，至达到能够驱动电动机20正常使用的电压所需要的时间。这种延迟电路24的实施本身是已知的。该电路可以包括，例如，比较器(阈值电路，在一个实施例中是施密特触发电路)，其第一输入端耦合至电阻分压器中的接点，该电阻分压器耦合在电流导体之间，其第二输入端耦合至集成电路中的接点，该集成电路耦合在电流导体之间(例如，在串联连接中的接点，该串联连接包括串联的电阻和电容)。

在操作中，当电流导体22a、b之间的电压从零上升到更大的电压值时，延迟电路24启动。开始时，延迟电路24进入初始状态。在预设的延迟之后，延迟电路24从初始状态切换到最终状态。在初始状态，延迟电路24保持第二开关28a导通，而第三开关28b不导通。因此，在初始状态下电压增加之后，没有电流流过电动机20。电流是否通过由电阻25、第一和第二开关26、28a形成的串联连接取决于传感器18。在最终状态下，延迟电路24保持第二开关28a不导通，而第三开关28b导通，使得电流可以流过电动机20，但不能流过由电阻25、第一和第二开关26、28a形成的串联连接。

在一个实施例中，可以省略第二开关28a，从而在第一开关26和电流导体22b之间存在永久连接。其结果是，在电动机20接通后，电流导体22a、b之间的并联电流可以继续流过电阻25。这可能会导致功率增加，但并不会影响其他功能。增加第二开关28a可节约能源。

图3显示了包含在车辆中用于控制电动机和读取传感器的电路。该电路包括电压电源30、控制电路32、开关34和电流检测电路36。电压电源30在车辆中通过开关34和电流检测电路36耦合到电流导体22a、b，电流导体22a、b延伸到调节轴14并穿过调节轴14到达视觉单元外壳12或更一般地到达可设置单元的可动部件。电流导体22a、b的端部在此形成连接到可设置单元的连接部140。在一个实施例中，连接部可以包括电流导体22a、b耦合至其上的连接器，或包括其他连接元件，但是连接部也可以由电流导体22a、b自身的端部形成。

控制电路32具有耦合到开关34的控制输入端的输出端以及耦合到电流检测电路36的输入端。控制电路32可以包括例如微型计算机。控制电路32被配置为(例如，提供有计算机程序)通过使开关34导通并在开关34导通之后的预设时间间隔内读取电流检测电路36中检测到的电流来从传感器18中读取关于传感器信号的信息。该时间间隔等于或短于视觉单元外壳中延迟电路的预设延迟。如果期望电动机开始运行，控制电路32被配置为在预定时间间隔之后也保持开关34导通。如果不希望电动机开始运行，控制电路32被配置成在读取检测到的电流后使开关34不导通。

图4示出了电流导体22a、b之间的电压差V和通过电流导体22a、b的电流I作为时间t的函数。在时间t1时，控制电路32将车辆侧的开关34切换到导通状态。结果，在视觉单元侧，或者更一般地在可设置单元的可动部件侧，延迟电路24以初始状态启动。根据视觉单元侧或可动部件侧的传感器18的状态，电流随后开始通过或不通过电阻25与第一和第二开关26、28a所形成的串联连接，从而使得电流I或者达到水平40或者保持在零水平42。

在车辆侧，电流检测电路36检测电流I，并且控制电路32在开关34接通之后的第一预设时间间隔内读取电流检测的结果。在该第一预设时间间隔结束时，在时间t2时，如果不希望电动机开始运行，则控制电路32将开关34切换到非导通状态，使得电压V达到零水平45。否则，控制电路32使开关34保持导通，使得电压V保持在水平44。

在视觉单元或可动部件一侧，在电压V接通后的第二预设时间间隔之后，或者在电压变为零水平45之后延迟电路24下降后不久，延迟电路24在时间t3处切换至其最终状态。第二预设时间间隔比第一预设时间间隔长。从而，第三开关28b在第二预设时间间隔之后变得导通，并且电流I根据电压水平44、45而达到电机电流水平46或零水平。

以这样的方式，电流导体22a、b既可以用于从传感器18读取关于传感器信号的信息，同时可以用于驱动电动机。车辆侧的控制电路决定电流导体22a、b之间是否施加电压，并且传感器18最初确定产生的电流。如果要根据来自传感器的信息以驱动电动机，则控制电路32可以在电动机获得电流之前的第一时间间隔中对此做出决定。延迟电路的第二预定时间间隔可以被选得很短，例如短于100毫秒，使得其对于电机的位移几乎没有影响。

在所示的实施例中，在传感器18的传感结果能够在车辆侧被读取之前，通过电动机的电流必须为零。因此，为了重复读取传感结果，可能需要中断电机电流。但是当传感器用于确认电机已经到达所需的使用位置时，其不需要置空。在一个实施例中，当电机电流上升时，控制电路32或另一个控制电路将通过电流导体22a、b供给电动机的电压切断，这是由于调节元件的调节功能针对停止而停止的结果。此后，通过至少在第一预定时间间隔期间再次在电流导体22a、b之间施加电机电流，可以利用来自传感器18的传感结果来确认已经达到了所需的使用位置，或由于临时封闭导致的过早的切断，或执行得过早，在这种情况下，控制电路32将电压保持在水平44，以便仍可达到所需的使用位置。此外，如果电机电流的切断不是基于电机电流的上升而发生的，而是例如基于到达所需使用位置所需的预设时长，则当电机电压已经由于这个原因而切断时，来自传感器18的传感结果被读取。

如果视觉单元或可动部件包括多个调节仪器，每个调节仪器具有电动机，电动机被提供有穿过调节轴的电流导体，并且其中至少一个电流导体专门用于供应电动机，则在电流被供应到相关电动机之前，经过这些电流导体中每一个的电流可用于读取传感结果。

这可用于读取不同的传感器，或选择将使用哪个电流导体。因此，如果第一电动机由第一电流导体驱动，在向第二电流导体施加电压之后的时间间隔内，可以由该第二电动机的第二电流导体来执行传感器的读取，该传感器用于测量第一电动机的旋转效果。以这种方式，不需要通过中断流经第一电动机的电流来读取传感器。

例如，如果视觉单元包括用于微调后视镜的后视镜玻璃调节器和用于折叠视觉单元的调节仪器，则可以通过用于微调电动机的电流导体来读取用于检测所需折叠位置的传感器。以这种方式，可以在不中断经过用于折叠的电动机中电流的情况下读取传感器。由于微调大多不会与折叠同时进行，因此也无需中断微调。

对于具有自己的电流导体的其他功能保持器，无论其是否包括电动机，例如镜面加热，方向指示器等，这也普遍适用。在将电压施加到第二电流导体后的时间间隔内，可以通过第二功能保持器的第二电流导体来测量传感器的读数，该传感器的读数测量的是通过第一电流导体至第一功能保持器的电流的影响。

代替用于检测调节元件是否已经到达使用位置的传感器18，也可以使用用于其他状态的传感器，例如用于检测视觉单元中的相机的镜头盖是否完全打开。为此，可以使用微动开关，角度传感器，例如旋转电位计，霍尔传感器，光学传感器或其他。在该实施例中，传感器的传感结果可以例如作为向相机提供电流的电流导体上的或者向其他功能保持器提供电流的电流导体上的电流的方面用信号发出。

在一个实施例中，可以在视觉单元或可设置单元的可动部件中使用多个传感器，例如用于检测调节元件是否已经到达使用位置的第一传感器和用于检测视觉单元中的相机的镜头盖是否完全打开的第二传感器。在该实施例中，在不同功能保持器的电源电压上升之后的延迟时期内，不同传感器的传感结果作为电流的方面被发信号通知给不同的功能保持器。镜头盖和调节元件的状态可以作为分别向相机和调节元件的电机提供电流的电流导体上的电流的方面分别用信号发出。

此外，可以使用用于读出外部温度、后视镜玻璃温度或相机温度的传感器，从而使得视觉单元或可设置单元的可动部件向车辆中的电子设备发送温度信号，并且可以以调整的方式控制后视镜或相机加热。

其他解决方案也是可能的。在另一种解决方案中，视觉单元或可设置单元的可动部件包括调制器(例如以第二开关28的形式)和控制电路(代替延迟电路24)，该控制电路被配置为根据传感器结果，响应于电源电压的上升(例如在上升之后具有预设的延迟)，来控制通过功能保持器的电源电流的调制。在该解决方案中，可以省略电阻25以及第一、第二开关26、28a，并且传感器18可以耦合到控制电路的输入端。

在一个实施例中，控制电路被配置为使调制器在初始时传递电源电流，并且根据传感器结果，在预设的延迟之后，暂时中断或降低电源电流。但是其他形式的调制也是可能的。在另一个实施例中，控制电路可以控制在电源电压上升之后具有多次电源电流的中断或减少的依赖于时间的调制模式，其中控制电路根据来自一个或多个传感器的传感器结果来选择该模式。这在慢工作功能保持器的供电电流被调制时(例如加热时)尤其有用。

响应于车辆中电流导体之间的电源电压的接通，电流的一个方面以这种方式由视觉单元或可设置单元的可动部件依赖传感器来控制。在车辆中，在接通电源电压之后的延迟时间间隔期间，测量流经至少一个电流导体的电流的一个方面，以读取传感器结果。

应当理解的是，与所示实施例有偏差是可能的。因此，延迟电路可以例如在不同时间切换第二和第三开关28a、b，和/或可以使用并联电阻，如果传感器18切断通过电阻25的电流，该并联电阻继续引取电流。只要具有不同传感器结果的相关电流相差很大使得电流检测电路36能够区分它们，检测就是可能的。第一和第二开关26、28a也可以设置在一起。它们共同基本上构成了一个逻辑“与”连接(给定传感器结果的电流“与”初始状态下的延迟电路。但是如本领域技术人员所知，这种“与”功能可以以不同的方式实现，或者在更多的阶段中实现)。如有需要，它可以通过光耦合器与电机电路实现电气分离。

虽然在已经示出的一个实施例中传感器结果以电流水平值来信号化，但是值得注意的是，该传感器结果也可以通过其他方式来信号化，例如通过与时间相关的电流平均值来信号化，或者通过电流调制的存在/不存在来信号化，或者通过电流周期性调制的频率来信号化。该平均值可以例如通过电流周期性变化的依赖传感器的脉冲宽度调制来实现，该调制可以由依赖传感器的调制(例如，具有传感器相关波幅调制的波幅调制功能)来控制，并且其频率可以通过调制功能的传感器相关频率控制来实现。在这种情况下，电流检测电路36可以用相应的检测电路代替，例如频率检测器、调制波幅检测器等。

虽然具有微动开关的传感器已在本发明中描述过，但是其他传感器也是可能的。传感器18可以被实现为例如角度传感器，如旋转电位计、霍尔传感器、光学传感器或其他。这种传感器可以被包括在例如视觉单元外壳12或支撑脚10中，或者在视觉单元外壳12和支撑脚10之间，用于检测视觉单元外壳12相对于支撑脚10的旋转角度。当延迟电路24处于启动状态时，电流导体22a、b之间的电流可以直接流过这种传感器。作为替代，视觉单元中的阈值电路可以耦合至这样的传感器以控制第一开关26。

在一个实施例中，调节仪器被构造成在到达操作位置之后，在沿着调节轴的轴向方向上向上或向下移动视觉单元，轴向移动可用于切换微动开关，从而检测工作位置的正确到达。

根据视觉单元来描述的实施例更普遍地适用于其它类型的用于安装在车辆上或车辆中的可设置单元，例如用于车辆上的可动空气动力学元件，以及更普遍的如具有可动部件的可设置单元，该可动部件包括传感器和功能保持器，例如位于可动部件的外壳内或可动部件上的其它位置。