CN101037917A - 一种汽车电动滑门控制模块及控制方法 - Google Patents

一种汽车电动滑门控制模块及控制方法 Download PDF

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本发明公开了一种汽车电动滑门控制模块及控制方法，包括与各电路相连接的电源、逻辑控制电路。其特征在于：位于所述逻辑控制电路的输入端分别与易自锁电路和至少一只以上信号传感器相连接，其输出端与执行电路相连接；所述的信号传感器为设在滑门框一侧密封胶条内的接触式传感器和设在滑门电机内的两只霍尔传感器，具有双重防夹功能，在夹到异物时自动开门。所述的执行电路由场效应管和双胞胎继电器组成，采用两个方向控制的双胞胎继电器和一个脉冲调制信号(PWM)控制一个N沟道的场效应管来适应高频率的脉冲调制信号(PWM)，能承受大电流和低的开启电阻，减少了电源损耗，提高了可靠性。

Description

一种汽车电动滑门控制模块及控制方法
技术领域
本发明所要保护的技术方案涉及一种汽车电动滑门控制模块及控制方法。
背景技术
现在绝大部分的旅行车都采用传统的拉开式车门和手动滑门，拥有传统拉开车门的车型要求有较大的区域来泊车。在小区靠墙的地方或者马路牙子高的路边停车，就会遭遇泊车后打不开车门的尴尬境地，如果停得靠外，会妨碍别人，有被剐蹭的危险，但要是停得贴边，又会让右侧出门的人很不方便，蹑手蹑脚地出来，一不小心就磕着车门。而手动滑门操作起来也太不方便。随着我国汽车工业的快速成长，国产汽车已萌发对电动滑门模块的需求。
目前，电动滑门已经成为休闲厢旅车的流行趋势，电动滑门模块自1999年在北美市场大量应用，2002年在欧洲兴起。目前，全球年销售200万套，现有电动滑门控制模块绝大部分都没有防夹功能或者只运用了一种传感器来防夹，电动滑门控制模块中的执行电路大都采用继电器或开关管驱动滑门电机，继电器驱动电路不适合高频率的脉冲调制信号(PWM)，频繁的大电流开关将影响继电器使用寿命。开关管驱动电路，采用两个PNP的三极管，两个NPN管子组成H参数电路，这种结构适用于高频率的脉冲调制信号(PWM)信号，但存在着管耗较大，软件控制算法较为复杂，当在软件控制中有一点小错误，就有短路的危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种汽车电动滑门控制模块及控制方法，以达到提高电动滑门的防夹功能和滑门控制模块的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种汽车电动滑门控制模块，包括与各电路相连接的电源、逻辑控制电路、其特征在于：位于所述逻辑控制电路的输入端分别与易自锁电路和至少一只以上信号传感器相连接，其输出端与执行电路相连接；
所述的逻辑控制电路，用于接收电动滑门的开/闭信号和防夹信号传感器的信号，输出信号通过执行电路控制滑门电机；
所述的易自锁电路，用于检测电动滑门的开/闭状态，控制逻辑控制电路的输出信号。
一种汽车电动滑门控制模块，所述的信号传感器为设在滑门框一侧密封胶条内的接触式传感器和设在滑门电机内的两只霍尔传感器。接触式传感在橡胶条内内置两层导电胶条并在其回路中串接精密电阻，在接触式传感器外部的任何位置挤压胶条，其内部的导电胶条都可以可靠的接触并导通，当没有夹入时，它的阻值为10k，当有夹入时，它的阻值为1k，当接触时传感器出现故障时，霍尔传感器来实现防夹。当有外力作用在电动滑门上时，霍尔传感器输出脉冲的频率会减少，当输出脉冲的频率减少到极限频率时，滑门驱动电机会停止。
一种汽车电动滑门控制模块，所述的执行电路由场效应管和双胞胎继电器组成；双胞胎继电器线圈的一端与电源相连接，其另一端分别通过开关管与所述的逻辑控制电路输出的方向控制端相连接，场效应管(MOSFET)的栅极与逻辑控制电路的脉冲调制信号输出端相连，源极分别与双胞胎继电器的常开触点相连，漏极接地，双胞胎继电器的触点的公共端与滑门电机的相连接，常闭触点与滑门电机电源相连接。采用两个方向控制的双胞胎继电器和一个脉冲调制信号(PWM)控制一个N沟道的场效应管来适应高频率的脉冲调制信号(PWM)。
一种汽车电动滑门控制模块，所述的逻辑控制电路为单片机，型号为ST72361。
一种汽车电动滑门控制模块的控制方法，所述的逻辑控制电路中存贮控制程序，其特征在于：该方法包括下例步骤；a)开始步骤，接收开/关门开关或遥控器信号；b)选择步骤，根据开/关门信号；选择开门或关门；c)开门步骤，若选择步骤为开门，输出开门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制滑门电机顺时针方向开启；d)开门保持步骤，用于保持输出开门方向控制信号，控制滑门电机顺时针运行；e)开门判断步骤，用于根据霍尔传感器信号，判断滑门是否到达设定的位置；若为否，则返回开门保持步骤；f)开门减速步骤，若判断步骤为是，通过控制脉冲调制信号(PWM)，滑门电机减速；g)开门停止步骤，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，开门方向控制信号关闭，滑门电机停止；h)关门步骤，若选择步骤为关门，输出关门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制滑门电机逆时针方向开启；i)关门保持步骤，用于保持输出关门方向控制信号，控制滑门电机逆时针运行；j)防夹判断步骤，用于根据接触式传感器信号和霍尔传感器信号，判断是否夹到异物；k)反向步骤，若防夹判断步骤为是，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止；开门方向控制信号打开，则进入开门步骤；l)关门判断步骤，若防夹判断步骤为否，根据霍尔传感器信号，判断滑门是否到达设定的位置；如果否，则返回关门保持步骤；m)关门减速步骤，若关门判断步骤为是，通过控制脉冲调制信号(PWM)，滑门电机减速；n)开门停止步骤，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止。
一种汽车电动滑门控制模块的控制方法，所述的关门判断步骤、开门判断步骤中霍尔传感器信号为脉冲计数信号。
一种汽车电动滑门控制模块及控制方法，由于采用上述的结构和控制方法，位于所述逻辑控制电路的输入端分别与易自锁电路和至少一只以上信号传感器相连接，其输出端与执行电路相连接；所述的信号传感器为设在滑门框一侧密封胶条内的接触式传感器和设在滑门电机内的两只霍尔传感器，具有双重防夹功能，在夹到异物时自动开门。所述的执行电路由场效应管和双胞胎继电器组成，采用两个方向控制的双胞胎继电器和一个脉冲调制信号(PWM)控制一个N沟道的场效应管来适应高频率的脉冲调制信号(PWM)，能承受大电流和低的开启电阻，减少了电源损耗，提高了可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种汽车电动滑门控制模块结构示意图；
图2为图1中所示执行电路结构示意图；
图3为本发明一种汽车电动滑门控制模块的控制方法流程图；
在图1、图2中，1、接触式传感器；2、逻辑控制电路；3、执行电路；4、滑门电机；5、易自锁电路；6、霍尔传感器；7、开关管；8、场效应管；9、双胞胎继电器；10、开门方向控制信号端；11、关门方向控制信号端；12、脉冲调制信号端。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种汽车电动滑门控制模块，包括与各电路相连接的电源、逻辑控制电路2、位于所述逻辑控制电路2的输入端分别与易自锁电路5和设在滑门框一侧密封胶条内的接触式传感器1和设在滑门电机4内的两只霍尔传感器6相连接，其输出端与执行电路3相连接；所述的逻辑控制电路2，用于接收电动滑门的开/闭信号和防夹信号传感器的信号，输出信号通过执行电路3控制滑门电机4；所述的易自锁电路5，用于检测电动滑门的开/闭状态，控制逻辑控制电路2的输出信号。易自锁电路5会反馈给逻辑控制电路车门已经完全打开或者关上的信号，控制逻辑控制电路2停止车门的动作。逻辑控制电路2为单片机，型号为ST72361。执行电路3由场效应管8和双胞胎继电器9组成；双胞胎继电器9线圈的一端与电源相连接，其另一端分别通过开关管7与所述的逻辑控制电路2输出的开/关门方向控制信号端10、11相连接，场效应管8的栅极与逻辑控制电路2输出的脉冲调制信号端12相连，源极分别与双胞胎继电器9的常开触点相连，漏极接地，双胞胎继电器9的触点的公共端与滑门电机4的相连接，常闭触点与所述的电源相连接。
电动滑门控制模块可以通过前座或者后座的按钮来操作开/闭滑门，也可以通过遥控钥匙来操作滑门，防夹功能包括：接触式传感器来实现防夹；接触式传感器是一种在橡胶条内内置两层导电胶条并在其回路中串接精密电阻，在接触式传感器外部的任何位置挤压胶条，其内部的导电胶条都可以可靠的接触并导通，当没有夹入时，它的阻值为10k，当有夹入时，它的阻值为1k，当接触时传感器出现故障时，霍尔传感器6来实现防夹。具体的工作过程：1、当电动滑门模块中逻辑控制电路2的接收到开门或者关门的信号时，且过程中没有夹入时，逻辑控制电路2根据霍尔传感器6发出的信号来控制，当距离车门全开位置200mm时开始减速，在距离门全关前的80mm时开始减速，电动滑门通过逻辑控制电路2控制脉冲调制信号(PWM)的占空比，实现电动滑门的正常开关。2、当电动滑门在关门的过程中，有意外夹入时，逻辑控制电路2检测到接触式传感器的阻值发生变化时，此时报警器报警，滑门电机4停止0.1秒后自动反转，在反转的过程中，当再次检测到有夹入时，滑门电机40.1S后继续反转。3、当接触式传感器因为腐蚀或其他的原因失去整个防夹功能的第一层保护功效时，第二层的防夹保护为霍尔传感器6，两个霍尔传感器6嵌在滑门电机总成中，逻辑控制电路2检测霍尔传感器6输出脉冲的频率，当电动滑门正常动作时，霍尔传感器6输出基准脉冲的频率为设定值，当有外力作用在电动滑门上时(如人体，电机过载等)，则霍尔传感器6输出脉冲的频率减少，当输出脉冲的频率减少到极限频率时，逻辑控制电路2通过脉冲调制信号控制滑门电机4。
如图3所示，一种汽车电动滑门控制模块的控制方法流程图，开始步骤201，接收开/关门开关或遥控器信号后进入选择步骤202，根据开/关门信号；选择开门或关门；若选择步骤202为开门，进入开门步骤203，输出开门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制场效应管(MOSFET)，滑门电机顺时针方向开启；在开门保持步骤204，用于保持输出开门方向控制信号，控制滑门电机顺时针运行。开门判断步骤205，用于根据霍尔传感器脉冲计数信号，判断滑门是否到达距离车门全开200mm设定的位置；若为否，则返回开门保持步骤204，若为是，进入开门减速步骤206，通过控制脉冲调制信号(PWM)，控制滑门电机减速；在开门停止步骤207，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，开门方向控制信号关闭，滑门电机停止。若选择步骤202为关门，程序进入关门步骤208，输出关门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制场效应管(MOSFET)滑门电机逆时针方向开启。关门保持步骤209，用于保持输出关门方向控制信号，控制滑门电机逆时针运行；在防夹判断步骤210，用于根据接触式传感器信号和霍尔传感器信号，判断是否夹到异物；若为是，进入反向步骤211，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止；0.1秒后开门方向控制信号打开，则进入开门步骤203。若为否，则进入关门判断步骤212，根据霍尔传感器脉冲计数信号，判断滑门是否到达距离门全关前的80mm设定的位置；如果否，则返回关门保持步骤209。若为是，则进入关门减速步骤213，通过控制脉冲调制信号(PWM)，滑门电机减速；在开门停止步骤214，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种汽车电动滑门控制模块，包括与各电路相连接的电源、逻辑控制电路(2)、其特征在于：位于所述逻辑控制电路(2)的输入端分别与易自锁电路(5)和至少一只以上信号传感器相连接，其输出端与执行电路(3)相连接；
所述的逻辑控制电路(2)，用于接收电动滑门的开/闭信号和防夹信号传感器的信号，输出信号通过执行电路(3)控制滑门电机(4)；
所述的易自锁电路(5)，用于检测电动滑门的开/闭状态，控制逻辑控制电路(2)的输出信号。
2、根据权利要求1所述的一种汽车电动滑门控制模块，其特征在于：所述的信号传感器为设在滑门框一侧密封胶条内的接触式传感器(1)和设在滑门电机(4)内的两只霍尔传感器(6)。
3、根据权利要求1所述的一种汽车电动滑门控制模块，其特征在于：所述的执行电路(3)由场效应管(8)和双胞胎继电器(9)组成；双胞胎继电器(9)线圈的一端与电源相连接，其另一端分别通过开关管(7)与所述的逻辑控制电路(2)输出的开/关门方向控制信号端(10、11)相连接，场效应管(8)的栅极与逻辑控制电路(2)输出的脉冲调制信号端(12)相连，源极分别与双胞胎继电器(9)的常开触点相连，漏极接地，双胞胎继电器(9)的触点的公共端与滑门电机(4)的相连接，常闭触点与所述的电源相连接。
4、根据权利要求1或3所述的一种汽车电动滑门控制模块，所述的逻辑控制电路(2)为单片机，型号为ST72361。
5、一种汽车电动滑门控制模块的控制方法，所述控制模块中存贮控制程序，其特征在于：该方法包括下例步骤；
a)开始步骤(201)，接收开/关门开关或遥控器信号；
b)选择步骤(202)，根据开/关门信号；选择开门或关门；
c)开门步骤(203)，若选择步骤(202)为开门，输出开门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制滑门电机顺时针方向开启；
d)开门保持步骤(204)，用于保持输出开门方向控制信号，控制滑门电机顺时针运行；
e)开门判断步骤(205)，用于根据霍尔传感器信号，判断滑门是否到达设定的位置；若为否，则返回开门保持步骤(204)
f)开门减速步骤(206)，若判断步骤(205)为是，通过控制脉冲调制信号(PWM)，滑门电机减速；
g)开门停止步骤(207)，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，开门方向控制信号关闭，滑门电机停止；
h)关门步骤(208)，若选择步骤(202)为关门，输出关门方向控制信号、脉冲调制信号(PWM)控制滑门电机逆时针方向开启；
i)关门保持步骤(209)，用于保持输出关门方向控制信号，控制滑门电机逆时针运行；
j)防夹判断步骤(210)，用于根据接触式传感器信号和霍尔传感器信号，判断是否夹到异物；
k)反向步骤(211)，若防夹判断步骤(210)为是，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止；开门方向控制信号打开，则进入开门步骤(203)；
l)关门判断步骤(212)，若防夹判断步骤(210)为否，根据霍尔传感器信号，判断滑门是否到达设定的位置；如果否，则返回关门保持步骤(209)；
m)关门减速步骤(213)，若关门判断步骤(212)为是，通过控制脉冲调制信号(PWM)，滑门电机减速；
n)开门停止步骤(214)，用于停止脉冲调调制信号转换，关闭脉冲调调制信号，关门方向控制信号关闭，滑门电机停止。
6、根据权利要求5所述的一种汽车电动滑门控制模块的控制方法，其特征在于：所述的关门判断步骤(212)、开门判断步骤(205)中霍尔传感器信号为脉冲计数信号。
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