1.本发明涉及一种车辆及其控制方法，更具体地，涉及一种能够防止尾门与障碍物碰撞的车辆及其控制方法。


背景技术：

2.通常，车辆是指利用化石燃料、电力等作为动力源在道路或轨道上行驶的运输设备。
3.近来，为了增加利用车辆的便利性，自动打开和关闭车辆的尾门的趋势正在增加。
4.然而，当车辆的尾门自动打开和关闭时，使用者的身体的一部分或物体与尾门碰撞，从而导致事故。
5.本发明背景部分中包含的信息仅用于促进对本发明的整体背景的理解，不能视为该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。


技术实现要素：

6.本发明的各方面旨在提供一种通过利用设置在尾门上的超宽带(uwb)模块来防止尾门与障碍物之间的碰撞的车辆及其控制方法。
7.根据本发明的一方面，一种车辆包括：尾门；驱动单元，结合到尾门以打开或关闭尾门；uwb模块，被配置为在第一模式下，根据从智能钥匙发送的认证信号与智能钥匙通信，以及在第二模式下，向物体发送检测信号并基于从物体反射的检测信号检测物体；以及控制器，连接到uwb模块，当驱动单元操作时以第二模式操作uwb模块，并且当在驱动单元操作期间以第二模式操作的uwb模块检测到物体时停止驱动单元的操作。
8.控制器可以被配置为当从驱动单元的操作停止的时间点起经过预设时间并且uwb模块没有检测到物体时恢复驱动单元的操作。
9.驱动单元可以被配置为响应于打开尾门的命令而将尾门打开到预设位置，并且控制器可以被配置为当从驱动单元的操作停止的时间点起经过预设时间并且uwb模块检测到的物体被判断为智能钥匙时改变预设位置。
10.控制器可以被配置为当判断驱动单元不操作时以第一模式操作uwb模块。
11.控制器可以被配置为基于以第一模式操作的uwb模块从智能钥匙接收的控制命令来操作驱动单元。
12.控制器可以被配置为当以第二模式操作的uwb模块检测到的物体位于距uwb模块的预设距离内时停止驱动单元的操作。
13.uwb模块可以设置在尾门上。
14.以第二模式操作的uwb模块可以具有穿透尾门的玻璃部分的检测区域。
15.以第二模式操作的uwb模块的检测区域可以根据尾门的打开或关闭程度而改变。
16.根据本发明的另一方面，一种车辆的控制方法，该车辆包括尾门、结合到尾门以打开或关闭尾门的驱动单元以及被配置为在第一模式下根据从智能钥匙发送的认证信号与
智能钥匙通信并且在第二模式下向物体发送检测信号并基于从物体反射的检测信号检测物体的uwb模块，该方法包括：当判断驱动单元操作时以第二模式操作uwb模块；以及当在驱动单元操作期间以第二模式操作的uwb模块检测到物体时停止驱动单元的操作。
17.该控制方法可以进一步包括：当从驱动单元的操作停止的时间点起经过预设时间并且uwb模块没有检测到物体时恢复驱动单元的操作。
18.驱动单元可以响应于打开尾门的命令而将尾门打开到预设位置，并且该控制方法可以进一步包括：当从驱动单元的操作停止的时间点起经过预设时间并且uwb模块检测到的物体被判断为智能钥匙时改变预设位置。
19.该控制方法可以进一步包括：当判断驱动单元不操作时以第一模式操作uwb模块。
20.该控制方法可以进一步包括：基于以第一模式操作的uwb模块从智能钥匙接收的控制命令来操作驱动单元。
21.当检测到物体时停止驱动单元的操作可以包括：当以第二模式操作的uwb模块检测到的物体位于距从uwb模块的预设距离内时停止驱动单元的操作。
22.uwb模块可以设置在尾门上。
23.以第二模式操作的uwb模块可以具有穿透尾门的玻璃部分的检测区域。
24.以第二模式操作的uwb模块的检测区域可以根据尾门的打开或关闭程度而改变。
25.本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在随附附图和一起用于解释本发明的某些原理的以下具体实施方式中是明显的，并将在附图和以下具体实施方式中被更详细地阐述。
附图说明
26.图1是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的外观视图。
27.图2是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的尾门部分的放大图。
28.图3是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的控制框图。
29.图4是根据本发明的各种示例性实施例的车辆控制方法的流程图。
30.图5是示出根据本发明的各种示例性实施例的uwb模块检测到物体的情况的示图。
31.可以理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将由特别预期的应用和使用环境部分地确定。
32.在附图的几幅图中，附图标记指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
33.现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施例来描述本发明，但是应当理解的是，本描述并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施例，而且涵盖可以包括在如所附权利要求书所限定的本发明的思想和范围内的各种替代、修改、等同形式和其它实施例。
34.参考以下参照附图描述的示例性实施例，所公开的发明的优点和特征以及被配置用于实现本发明的优点和特征的方法和装置将变得显而易见。然而，所公开的发明不限于
以下公开的示例性实施例并且可以以各种不同的形式实施。所公开的示例性实施例仅用于完成所公开的本发明，并且向本发明所属领域的普通技术人员充分地告知本发明的范围。本发明仅由权利要求书的范围限定。
35.将简要描述在所公开的说明书中使用的术语，并且将详细描述所公开的发明。
36.本发明中使用的术语，在考虑在本发明中的功能的情况下，尽可能选择目前广泛使用的通用术语，但这可以根据本领域技术人员的意图或司法判例、新技术的出现等而有所不同。另外，在某些情况下，存在申请人任意选择的术语，在这种情况下，这些术语的含义将在本发明的相应描述中进行详细说明。因此，本发明中所使用的术语应基于该术语的含义和本发明的整体内容而不是该术语的简单名称来定义。
37.当说明书的一部分“包括”某个组件时，除非另有说明，否则表示可以进一步包括其它组件而不是排除其它组件。此外，说明书中使用的术语“部、模块、构件、块、单元”是指软件和硬件组件，例如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)，并且“部、模块、构件、块、单元”可以执行某些作用。然而，“部、模块、构件、块、单元”并不表示限于软件或硬件。“部、模块、构件、块、单元”可以被配置为在可寻址存储介质中或者可以被配置为再现一个或多个处理器。因此，作为示例，“部、模块、构件、块、单元”可以包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件、过程、功能、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、数组和变量的组件。组件和“部、模块、构件、块、单元”中提供的功能可以组合成较少数量的组件和“部、模块、构件、块、单元”，或者可以进一步分离成附加的组件和“部、模块、构件、块、单元”。
38.在下文中，将参照附图详细描述车辆及其控制方法的实施例，使得所公开的发明所属领域的普通技术人员能够容易地实施本发明。另外，为了清楚地描述附图中公开的本发明，将省略与描述无关的部分。另外，在附图中，相同的附图标记表示相同的组件，并且将省略其重复描述。
39.在本发明的各个示例性实施例中，“物体(object)”可以指可能与尾门碰撞的任何障碍物，例如静止物体、移动物体、人或动物。
40.图1是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的外观视图。图2是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的尾门部分的放大图。图3是根据本发明的各种示例性实施例的车辆的控制框图。
41.参照图1、图2和图3，根据本发明的各种示例性实施例的车辆1可以包括将车身内部与外部屏蔽或将车身内部与外部连通的尾门10和多个超宽带(uwb)模块21、22、23和24。
42.根据本发明的各种示例性实施例的uwb模块21、22、23和24可以包括设置在车辆1外部的室外uwb模块23和24以及设置在车辆1内部的室内uwb模块21和22。
43.然而，uwb模块21、22、23和24的数量和位置不限于此，可以根据车辆1的规格或性能在车辆1的各个位置安装更少或更多的uwb模块。
44.在下文中，将详细描述设置在尾门10上的uwb模块21，但是其它uwb模块22、23、24也可以包括与设置在尾门10上的uwb模块21相同的配置并且可以执行相同的功能。
45.根据本发明的各种示例性实施例的uwb模块21设置在尾门10上并且可以包括发送器21a和接收器21b。
46.uwb模块21可以附接在尾门10上并设置在车辆1内部。然而，uwb模块21的安装位置
不限于此，并且可以无限制地采用能够随着尾门10的移动一起移动的任何位置。
47.例如，uwb模块21可以附接在尾门10上并设置在车辆1外部，或者可以设置在尾门10的玻璃11部分的下端部。
48.发送器21a可以发送用于与车辆1的智能钥匙通信的第一uwb信号(以下称为“认证信号”)和用于检测物体的第二uwb信号(以下称为“检测信号”)。认证信号和检测信号都可以是基于uwb脉冲信号产生的信号。
49.发送器21a发送的认证信号和检测信号可以是不同频段的信号，并且可以通过不同的发送信道发送。
50.此外，发送器21a可以在所有方向上发送认证信号并且可以在集中在检测区域da中的方向上发送检测信号。
51.参照图2，uwb模块21的检测区域da可以根据尾门10的打开和关闭程度而改变。由于uwb模块21设置在尾门10上，所以uwb模块21随着尾门10的移动一起移动。因此，uwb模块21的检测区域da可以随着尾门10的移动而改变。
52.当uwb模块21设置在车辆1内侧的尾门10上时，从发送器21a发送的检测信号可以穿透尾门10的玻璃11，但不能穿透尾门10的金属部分。因此，uwb模块21可以具有穿透尾门10的玻璃11的检测区域da。
53.车辆1的智能钥匙是具有能够发送与车辆1对应的认证信号的通信模块的设备，并且可以包括车辆1的fob钥匙和/或用户终端。用户终端可以通过与车辆1的通信与车辆1联动，并且可以包括能够通过网络访问车辆1的便携式终端。例如，用户终端可以包括诸如智能手机等的各种手持式无线通信设备以及诸如手表、戒指、手镯、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(hmd)的可穿戴设备。
54.接收器21b可以包括能够接收从车辆1的智能钥匙发送的认证信号的第一天线。例如，从智能钥匙发送的认证信号可以包括uwb信号，第一天线可以包括uwb天线。
55.第一天线可以接收从智能钥匙的转发器(transponder)发送的认证信号。在这种情况下，控制器100可以基于从第一天线接收到的认证信号的强度来判断智能钥匙与uwb模块之间的距离。
56.此外，控制器100可以针对从第一天线接收的认证信号，利用飞行时间(time of flight,tof)方法来确定智能钥匙的位置。此外，控制器100可以利用到达时间(time of arrival,toa)、到达时间差(time difference of arrival,tdoa)、到达角(angle of arrival,aoa)或接收信号强度指示(received signal strength indicator,rssi)方法来确定智能钥匙的位置。
57.当利用包括在多个uwb模块21、22、23和24中的第一天线时，控制器100不仅可以判断车辆1与智能钥匙之间的距离，而且可以判断智能钥匙的精确位置。例如，当利用包括在三个uwb模块(21、22、23和24中的三个)中的第一天线时，控制器100可以基于从三个接收器中的每一个接收到的认证信号来判断每个uwb模块(21、22、23和24中的三个)与智能钥匙之间的距离，并且可以基于每个uwb模块(21、22、23和24中的三个)与智能钥匙之间的距离判断智能钥匙的精确位置。
58.控制器100可以基于智能钥匙的位置来控制车辆1的各种组件。例如，当在车辆1的尾门10附近检测到智能钥匙达预设时间时，控制器100可以通过控制打开和关闭尾门10的
驱动单元110来打开尾门10。
59.接收器21b可以包括当从发送器21a发送的检测信号被物体反射时用于接收从物体反射的检测信号的第二天线。在这种情况下，第二天线可以包括uwb天线。
60.第二天线可以接收从物体反射的检测信号(以下称为“反射信号”)，并且控制器100可以基于从第二天线接收的反射信号判断物体与uwb模块21之间的距离。
61.尽管图中未示出，uwb模块可以包括切换单元，并且切换单元可以基于控制器100的控制信号选择性地采用第一天线或第二天线。例如，当切换单元采用第一天线时，接收器21b可以接收从智能钥匙发送的认证信号，并且当切换单元采用第二天线时，接收器21b可以接收从物体反射的检测信号。
62.第一天线和第二天线可以实现为一个集成天线，该集成天线被配置为接收来自智能钥匙的认证信号和从物体反射的检测信号。
63.即，接收器21b可以被实现为代替第一天线和第二天线的一个集成天线。
64.上述uwb模块21可以根据控制器100的控制信号，以基于从智能钥匙发送的认证信号与智能钥匙通信的第一模式操作，或者以向物体发送检测信号并基于从物体反射的检测信号检测物体的第二模式操作。
65.根据本发明的各种示例性实施例的驱动单元110可以包括基于控制器100的控制信号打开和关闭尾门10的致动器。
66.驱动单元110可以包括产生用于打开或关闭尾门10的驱动力的驱动马达和根据控制器100的控制信号向驱动马达提供驱动电力的驱动电路。
67.驱动马达可以从驱动电路接收驱动电力并将所提供的驱动电力转换成旋转力。此外，尾门10可以通过转换的旋转力打开或关闭。
68.例如，由驱动马达产生的旋转力可以通过齿轮等传递到尾门10。换言之，驱动马达可以通过齿轮等来打开或关闭尾门10。
69.作为本发明的各种示例性实施例，由驱动马达产生的旋转力可以通过流体和活塞传递到尾门10。换言之，驱动马达可以通过活塞等来打开或关闭尾门10。
70.驱动电路可以根据控制器100的控制信号向驱动马达提供打开尾门10的驱动电力或关闭尾门10的驱动电力。例如，驱动电路可以向驱动马达提供正的驱动电流以关闭尾门10，并且可以向驱动马达提供负的驱动电流以打开尾门10。
71.这种驱动电路可以包括用于向驱动马达提供驱动电力或阻断驱动电力的诸如继电器的开关元件或者用于控制尾门10的打开速度或关闭速度的逆变器电路。
72.驱动单元110可以从控制器100接收用于打开尾门10的命令，并且可以响应于打开命令将尾门10打开到预设位置。即，尾门10的打开量可以被预设并存储在控制器100的存储器中。
73.根据本发明的各种示例性实施例的控制器100可以基于驱动单元110是否被操作来以第一模式或第二模式操作uwb模块21。当驱动单元110操作时，控制器100可以以第二模式操作uwb模块21。例如，当驱动单元110操作时，控制器100可以控制发送器21a向检测区域da发送检测信号，并且可以通过控制切换单元采用第二天线以使得接收器21b接收反射信号。
74.此外，当驱动单元110不操作时，控制器100可以以第一模式操作uwb模块21。例如，
当驱动单元110不操作时，控制器100可以控制发送器21a向所有方向发送认证信号，并且可以通过控制切换单元采用第一天线以使得接收器21b接收从智能钥匙发送的认证信号。
75.用于执行上述操作或稍后描述的操作的控制器100可以被实现为存储用于控制车辆1中的组件的操作的算法或用于再现该算法的程序的数据的至少一个存储器以及利用存储在至少一个存储器中的数据来执行上述操作的至少一个处理器。在这种情况下，至少一个存储器和至少一个处理器可以分别实现为单独的芯片。可选地，存储器和处理器可以实现为单个芯片。
76.在上文中，已经描述了根据示例性实施例的车辆1的组件。车辆1包括的各种组件可以通过用于车辆的通信网络彼此通信。车辆通信网络可以采用通信协议，诸如最大通信速度为24.5mbps的面向媒体系统传输(most)、最大通信速度为10mbps的flexray、通信速度为125kbps至1mbps的控制器局域网(can)以及通信速度为20kbps的本地互连网络(lin)。车载通信网络可以采用诸如most、flexray、can、lin等的单一通信协议，也可以采用多种通信协议。
77.响应于上述组件的性能，可以添加或删除至少一个组件。此外，本领域的普通技术人员将容易理解的是，可以响应于系统的性能或结构而改变组件的相互位置。
78.在下文中，将参照图4描述根据示例性实施例的车辆1的控制方法。图4是根据本发明的各种示例性实施例的车辆控制方法的流程图。图5是示出根据本发明的各种示例性实施例的uwb模块检测到物体的情况的示图。
79.参照图4，根据本发明的各种示例性实施例的控制器100可以判断驱动单元110是否正在操作(1000)。在各种情况下，例如当用户使用设置在车辆1中的输入装置输入尾门10的打开命令或关闭命令时，当以第一模式操作的uwb模块21与智能钥匙通信并接收到例如尾门10的打开命令或关闭命令的控制命令时，以及当基于从以第一模式操作的uwb模块21接收的认证信号判断的智能钥匙的位置存在于预设位置达预设时间时，可以根据控制器100的控制命令来操作驱动单元110。
80.当驱动单元110不操作时(1000中的“否”)，控制器100可以以第一模式操作uwb模块21(1700)。
81.换言之，当尾门10没有基于由驱动单元110提供的驱动力正在被打开或关闭时，控制器100可以以第一模式操作uwb模块21。
82.当驱动单元110操作并由此尾门10正在被打开或关闭时(1000中的“是”)，控制器100可以以第二模式操作uwb模块21(1100)。
83.在以第二模式操作的uwb模块21中，检测区域da可以根据尾门10的打开或关闭而改变。
84.参照图5，uwb模块21的检测区域da可以始终是尾门10的上部区域。即，uwb模块21的检测区域da可以随着尾门10的打开而升高，因此，可以检测到存在于尾门10的上端部处的物体ob。相反，uwb模块21的检测区域da可以随着尾门10的关闭而降低。
85.uwb模块21可以基于控制器100的控制信号向存在于检测区域da中的物体ob发送检测信号，并接收从物体ob反射的检测信号。控制器100可以基于从uwb模块21接收的反射信号来检测存在于uwb模块21的检测区域da中的物体ob(1200)。
86.由于uwb模块21的检测区域da是尾门10的上部区域，因此uwb模块21可以在尾门10
打开并与物体ob碰撞之前检测到可能与尾门10碰撞的物体ob。
87.当在驱动单元110的操作期间uwb模块21检测到物体ob时，控制器100可以停止驱动单元110的操作(1300)。例如，当在驱动单元110打开尾门10的同时uwb模块21检测到物体ob时，控制器100可以通过停止驱动单元110的操作来停止尾门10的打开。
88.例如，当uwb模块21检测到的物体ob位于距uwb模块预设距离内时，控制器100可以停止驱动单元110的操作。在这种情况下，预设距离可以大于尾门10的长度并且可以存储在控制器100的存储器中。
89.当uwb模块21设置在尾门10的上端部时，如果uwb模块21与物体ob之间的距离在预设距离内，则打开或关闭的尾门10与物体ob之间发生碰撞的可能性高。因此，可以通过停止驱动单元110的操作来防止尾门10与物体ob之间的碰撞。
90.此外，uwb模块21随着尾门10一起移动，uwb模块21的检测区域da可以始终面向尾门10的上端部或下端部。因此，可以在尾门10移动之前判断物体ob的存在与否，并可以有效地防止尾门10与物体ob之间的碰撞。
91.当从驱动单元110的操作停止的时间点起经过预设时间(1400中的“是”)并且uwb模块21没有检测到物体ob时(1200中的“否”)，控制器100可以判断阻碍尾门10打开或关闭的物体ob已经消失并且可以恢复驱动单元110的操作(1500)。
92.如上所述，驱动单元110可以响应于从控制器100接收到的尾门10的打开命令而将尾门10打开到预设位置。
93.例如，控制器100可以通过调节施加到驱动单元110的驱动马达的电流量来调节尾门10的打开量，并且施加到驱动马达的电流量可以预先存储在存储器中。
94.尽管图中未示出，但是当从驱动单元110的操作停止的时间点起经过预设时间(1400中的“是”)并且uwb模块21检测到物体ob时(1200中的“是”)，控制器100可以判断用户设置尾门10的打开量并将尾门10的当前打开量存储在存储器中。
95.控制器100可以根据从以第一模式操作的其它uwb模块22、23和24接收的信号来确定智能钥匙的位置。此外，当以第二模式操作的uwb模块21检测到的物体ob被判断为智能钥匙时，控制器100可以判断用户设置尾门10的打开量并将尾门10的当前打开量存储在存储器中。
96.即，用户可以通过将智能钥匙放置在尾门10的打开半径内来容易地设置尾门10的打开量。
97.尾门10的打开程度可以基于从驱动单元110操作的时间点到驱动单元110的操作停止的时间点施加到驱动单元110的电流量来确定。
98.当在尾门10的打开程度存储在存储器中后尾门10关闭时，控制器100可以在尾门10的打开条件满足时基于存储在存储器中的尾门10的打开程度来控制驱动单元110。
99.换言之，驱动单元110可以响应于尾门10的打开命令将尾门10打开到预设位置，并且当从驱动单元110的操作停止的时间点起经过预设时间并且uwb模块21检测到的物体ob被判断为智能钥匙时，控制器100可以改变预设位置。
100.当驱动单元110将尾门10打开到预设位置时，即，当驱动单元110的操作完成时(1600中的“是”)，控制器100可以以第一模式操作uwb模块21(1700)。
101.根据所公开的实施例，在驱动单元110不操作时通过以第一模式操作uwb模块21以
检测智能钥匙的位置以及在驱动单元110操作时通过以第二模式操作uwb模块21以防止尾门10与物体ob之间的碰撞，从而可以有效地利用uwb模块21。
102.此外，根据所公开的实施例，以第二模式操作的uwb模块21的检测区域da根据尾门10的打开和关闭而改变，从而有效地防止尾门10与物体ob之间的碰撞。
103.同时，车辆1的一些组件可以是软件和/或诸如现场可编程门阵列(fpga)和专用集成电路(asic)的硬件。
104.根据本发明的各种示例性实施例，可以在尾门自动打开和关闭的情况下通过利用uwb模块检测障碍物来提高uwb模块的可用性。
105.此外，根据本发明的各种示例性实施例，可以在尾门自动打开和关闭的情况下有效地防止尾门与障碍物之间的碰撞。
106.另一方面，所公开的示例性实施例可以以用于存储计算机可执行指令的记录介质的形式来实现。指令可以以程序代码的形式存储，并且当被处理器执行时，可以生成程序模块以执行所公开的示例性实施例的操作。记录介质可以被实现为计算机可读记录介质。
107.计算机可读记录介质包括记录有可由计算机解码的指令的所有种类的记录介质。例如，可以有只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁带、磁盘、闪存、光数据存储设备等。
108.为了便于在所附权利要求书中解释和准确限定，参照在图中显示的示例性实施例的特征的位置，利用术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”来描述这些特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。
109.为了说明和描述的目的，公开了本发明的特定示例性实施例的前述描述。这些描述并非旨在穷举本发明或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够实施和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同内容来限定。