CN101916981B - 防止汽车电动行李箱电机堵转的方法及所应用的位置传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出防止汽车电动行李箱电机堵转的方法及所应用的位置传感器，以避免电机堵转，保证电动行李箱的安全使用及满足汽车人性化设计的要求。本发明的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元结合位置传感器和电流传感器的信号来判断电动行李箱盖的运动是否受到障碍物的阻碍，从而控制电动行李箱上升、下降或停止动作，有效防止汽车电动行李箱电机堵转，并实现了电动行李箱的障碍物检测及防夹，保证电动行李箱的安全使用及满足汽车人性化设计的要求。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到防止具有自动开启、关闭功能的汽车电动行李箱的电机堵转的方法。
背景技术
为了方便用户的使用，目前一些中高级车上出现了具有自动开启、关闭功能的汽车电动行李箱，但是该种电动行李箱的一些功能还没有完善，例如说如何防止电动行李箱电机堵转。电动行李箱盖在开启和关闭过程中，都可能会遇到障碍物而导致电机堵转，这就涉及到电动行李箱的障碍物检测及防夹控制，具体来说，电动行李箱关闭过程中的防夹控制可以参考电动车窗的防夹控制方法，但是电动行李箱的移动不同于车窗的线性运动，要考虑电动行李箱的开启角度，运动时除了系统的摩擦力还要考虑电动行李箱盖的重力，以及关闭电动行李箱后必须要锁止等因素，因此电动行李箱的防夹设计更加复杂。另外，由于电动行李箱运动范围较大，开启阶段也要考虑是否遇到障碍物，进而会卡住电动行李箱盖的情况。
综上所述，为了电动行李箱的安全使用及满足人性化的要求，必须对汽车电动行李箱的障碍物检测及防夹进行控制，从而避免电机堵转。
发明内容
本发明的目的是提出防止汽车电动行李箱电机堵转的方法及所应用的位置传感器，以避免电机堵转，保证电动行李箱的安全使用及满足汽车人性化设计的要求。
本发明的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元接收位置传感器及电流传感器的信号，并控制电机的运转，关键在于包括如下步骤：在电动行李箱的开启过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并将电机的电流值与预定的电流均值作比较，若电机的电流值与预定的电流均值之差未超出预定范围，则继续执行开启动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全开启，若此时电动行李箱盖未完全开启，则控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖关闭动作，若此时电动行李箱盖已经完全开启，则控制单元控制电机停止转动。
运动中的电动行李箱盖受到横向或者正向的压力时，它会给电机带来更大的负载，导致电机电流增大，当电流增大到一定程度时，就认为电动行李箱盖遇到障碍物，所述控制单元结合位置传感器和电流传感器的信号来判断电动行李箱盖的运动是否受到障碍物的阻碍，从而控制电动行李箱上升、下降或停止动作，以避免电动行李箱盖在受到障碍物阻碍时仍然继续动作，造成电动行李箱盖损坏或者夹伤人员，同时也避免了电动行李箱盖的电机堵转。
在电动行李箱的开启过程中，根据电动行李箱盖开启的角度将开启过程分为开启初始阶段和开启稳定阶段，并对应开启初始阶段设置有开启初始电流均值和开启初始电流阈值，对应开启稳定阶段设置有开启稳定电流均值和开启稳定电流阈值，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较。通过在电动行李箱盖开启的不同阶段设置不同的电机均值电流及电流阈值，可以使控制单元对电动行李箱盖是否遇到障碍物能够做更精确的判断，从而使障碍物检测及防夹的控制更加完善。
所述控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全开启，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转。在电机电流超过一定值以后，控制单元继续通过位置传感器来判断电动行李箱盖是否遇到障碍物，从而使得判断更加准确。
具体来说，电动行李箱盖开启的角度小于或等于10度时为开启初始阶段，电动行李箱盖开启的角度大于10度时为开启稳定阶段。
相应地，本发明也提出了在电动行李箱盖关闭的过程中的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，具体步骤如下：
在电动行李箱的关闭过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并将电机的电流值与预定的电流均值作比较，若电机的电流值与预定的电流均值之差未超出预定范围，则继续执行关闭动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全关闭，若此时电动行李箱盖未完全关闭，则控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖开启动作，若此时电动行李箱盖已经完全关闭，则控制单元控制电机停止转动。
在电动行李箱的关闭过程中，根据电动行李箱盖开启的角度将关闭过程分为关闭初始阶段和关闭稳定阶段，并对应关闭初始阶段设置有开启关闭电流均值和关闭初始电流阈值，对应关闭稳定阶段设置有关闭稳定电流均值和关闭稳定电流阈值，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较。通过在电动行李箱盖关闭的不同阶段设置不同的电机均值电流及电流阈值，可以使控制单元对电动行李箱盖是否遇到障碍物能够做更精确的判断，从而使障碍物检测及防夹的控制更加完善。
控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全关闭，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转。在电机电流超过一定值以后，控制单元继续通过位置传感器来判断电动行李箱盖是否遇到障碍物，从而使得判断更加准确。
具体来说，电动行李箱盖开启的角度小于或等于90度时为关闭稳定阶段，电动行李箱盖开启的角度大于90度时为关闭初始阶段。
为准确探测电动行李箱盖的位置，本发明特别提出了一种用于防止汽车电动行李箱电机堵转的位置传感器，该位置传感器包括安装于电动行李箱盖电机的电机轴上的齿轮状的磁导体、固定于正对磁导体的位置的马蹄形的永久磁铁，永久磁铁磁极的端面固定有相互成180度角的两个霍尔元件。
当电动行李箱盖的电机轴转动时，带动齿轮状导体转动，于是霍尔元件磁路中的磁阻发生周期性变化，它的变化周期是电机轴转速的函数。磁阻的变化使霍尔元件感受的磁场发生变化，从而输出一系列频率与转速成比例的电压脉冲。由于两个霍尔的角度相差180度，所以两个霍尔元件的输出电压相差90度。可以根据上述原理由任一霍尔信号求得电机转速，进而得到开启角度，又可以根据相位差为90度的霍尔脉冲信号来判断电机转动的方向。以霍尔脉冲信号的四分之一周期为采样时间，如果在连续五个或以上采样点的采样信号完全相同，则证明电动行李箱盖运动受阻，表示电动行李箱盖遇到障碍物或者达到上下限位置。因此，利用磁导体、永久磁铁和霍尔元件即可进行电机转速的测量和电动行李箱盖是否受阻的判断，还可以得到电动行李箱盖的开启角度。
本发明的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法原理简单，所用零部件很少，在不大幅提高成本的基础上，可以有效防止汽车电动行李箱电机堵转，并实现了电动行李箱的障碍物检测及防夹，保证电动行李箱的安全使用及满足汽车人性化设计的要求。
附图说明
图1是本发明实施例1的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法流程图；
图2是本发明实施例2的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法流程图；
图3是本发明实施例3的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法流程图；
图4是本发明实施例4的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
本实施例的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元接收位置传感器及电流传感器的信号，并控制电机的运转，具体包括如下步骤：
首先，根据电动行李箱盖开启的角度是否大于10度将开启过程分为开启初始阶段(开启角度小于或等于10度)和开启稳定阶段(开启角度大于10度)，并对应开启初始阶段设置有开启初始电流均值和开启初始电流阈值，对应开启稳定阶段设置有开启稳定电流均值和开启稳定电流阈值。
如图1所示，在电动行李箱的开启过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较，若差值未超出该阶段的电流阈值，则表示未遇到障碍物，继续执行开启动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全开启，若此时电动行李箱盖的开启角度小于最大开启角度，则表示电动行李箱盖未完全开启，表示遇到障碍物，控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖关闭动作；若此时电动行李箱盖的开启角度等于最大开启角度，则表示电动行李箱盖已经完全开启，控制单元控制电机停止转动，开启过程结束。
实施例2：
如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例在电动行李箱盖开启过程中，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全开启，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转，否则继续执行原来的开启动作，以防止判断失误。
实施例3：
本实施例的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元接收位置传感器及电流传感器的信号，并控制电机的运转，具体包括如下步骤：
首先根据电动行李箱盖开启的角度是否大于90度将关闭过程分为关闭初始阶段(开启角度大于90度)和关闭稳定阶段(开启角度小于或等于90度)，并对应关闭初始阶段设置有开启关闭电流均值和关闭初始电流阈值，对应关闭稳定阶段设置有关闭稳定电流均值和关闭稳定电流阈值。
如图3所示，在电动行李箱的关闭过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较，若差值未超出该阶段的电流阈值，则表示未遇到障碍物，继续执行关闭动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全关闭，若此时电动行李箱盖的开启角度大于最小开启角度，则表示电动行李箱盖未完全关闭，表示遇到障碍物，控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖开启动作；若此时电动行李箱盖的开启角度等于最小开启角度，则表示电动行李箱盖已经完全关闭，控制单元控制电机停止转动，关闭过程结束。
实施例4：
如图4所示，与实施例3不同的是，本实施例在电动行李箱盖关闭过程中，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全关闭，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转，否则继续执行原来的关闭动作，以防止判断失误。
Claims (9)
1.一种防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元接收位置传感器及电流传感器的信号，并控制电机的运转，其特征在于包括如下步骤：在电动行李箱的开启过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并将电机的电流值与预定的电流均值作比较，若电机的电流值与预定的电流均值之差未超出预定范围，则继续执行开启动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全开启，若此时电动行李箱盖未完全开启，则控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖关闭动作，若此时电动行李箱盖已经完全开启，则控制单元控制电机停止转动。
2.根据权利要求1所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于在电动行李箱的开启过程中，根据电动行李箱盖开启的角度将开启过程分为开启初始阶段和开启稳定阶段，并对应开启初始阶段设置有开启初始电流均值和开启初始电流阈值，对应开启稳定阶段设置有开启稳定电流均值和开启稳定电流阈值，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较。
3.根据权利要求2所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于所述控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全开启，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转。
4.根据权利要求2所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于电动行李箱盖开启的角度小于或等于10度时为开启初始阶段，电动行李箱盖开启的角度大于10度时为开启稳定阶段。
5.一种防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其中电动行李箱的开启关闭装置由控制单元、传感器和传动机构组成，所述传动机构包括电机和铰链，所述传感器包括用于检测电动行李箱盖位置的位置传感器及检测电机电流大小的电流传感器，所述控制单元接收传感器的信号，并控制电机的运转，其特征在于包括如下步骤：在电动行李箱的关闭过程中，控制单元通过电流传感器监测电机的电流值，通过位置传感器监测电动行李箱盖的位置，并将电机的电流值与预定的电流均值作比较，若电机的电流值与预定的电流均值之差未超出预定范围，则继续执行关闭动作，否则判断电动行李箱盖是否已经完全关闭，若此时电动行李箱盖未完全关闭，则控制单元控制电机反转，执行电动行李箱盖开启动作，若此时电动行李箱盖已经完全关闭，则控制单元控制电机停止转动。
6.根据权利要求5所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于在电动行李箱的关闭过程中，根据电动行李箱盖开启的角度将关闭过程分为关闭初始阶段和关闭稳定阶段，并对应关闭初始阶段设置有开启关闭电流均值和关闭初始电流阈值，对应关闭稳定阶段设置有关闭稳定电流均值和关闭稳定电流阈值，控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，并将两者之间的差值与该阶段的电流阈值作比较。
7.根据权利要求6所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于控制单元根据电动行李箱盖的位置选择对应的电流均值来与电机的电流值作比较，当两者差值超过该阶段的电流阈值，则控制单元连续采样位置传感器的信息，若连续采样得到的电动行李箱盖的位置均相同，且电动行李箱盖未完全关闭，则表示电动行李箱盖遇到障碍物，控制单元控制电机反转。
8.根据权利要求6所述的防止汽车电动行李箱电机堵转的方法，其特征在于电动行李箱盖开启的角度小于或等于90度时为关闭稳定阶段，电动行李箱盖开启的角度大于90度时为关闭初始阶段。
9.一种用于权利要求1所述防止汽车电动行李箱电机堵转的位置传感器，其特征在于该位置传感器包括安装于电动行李箱盖电机的电机轴上的齿轮状的磁导体、固定于正对磁导体的位置的马蹄形的永久磁铁，永久磁铁磁极的端面固定有相互成180度角的两个霍尔元件。
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