CN104972973B - 一种基于纹波的后视镜控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纹波的后视镜控制系统，其包括后视镜控制开关、单片机、电机驱动模块、后视镜和纹波检测计数模块，后视镜控制开关连接单片机，电机驱动模块连接后视镜内置的电机，电机驱动模块和纹波检测计数模块集成到一纹波检测计数及电机驱动集成电路中，纹波检测计数及电机驱动集成电路内设有电压调制电路和控制寄存器，电压调制电路输出供电电压，纹波检测计数模块与控制寄存器双向连接，控制寄存器输出连接电机驱动模块，单片机与控制寄存器通过SPI总线通信连接。本发明还公开了一种基于纹波的后视镜控制方法。本方案解决了现有后视镜控制技术控制偏差大和通用性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车后视镜，具体是一种基于纹波的后视镜控制系统及方法。
背景技术
汽车后视镜的目的是达到驾驶者所期望的后视范围。目前后视镜系统主要分三类：第一类手动后视镜，需要手动调整后视镜角度；第二类常规电动后视镜，内置有电机，开关接通，电机通电转动，带动后视镜转动从而调整后视镜角度，该类后视镜保有量最大；第三类内置传感器后视镜，传感器能输出角度或位置信号，便于控制器对后视镜的角度进行监测和自动调整。
第一、二类后视镜无法进行角度的自动调整，用户体验感不佳。第三类后视镜能够实现角度的自动调整，但成本较高，不适合推广应用。因此开发成本较低且能够自动调整角度的第四类后视镜成为大势所趋。
CN 103640525 A公开了一种汽车后视镜的自动控制方法、装置以及汽车，属于第四类后视镜。该专利文献中，左、右后视镜均内置有直流有刷电机，用于控制左、右后视镜向上、下、左、右转动；在左、右后视镜分别从初始位置调整至最佳位置的过程中，采样子单元用于实时采集直流无刷电机的纹波并转换为电压信号，运放子单元用于将所述电压信号转换为周期性方波信号，处理子单元用于检测所述方波的数量，以得出直流有刷电机的纹波数量，根据测得的纹波数量计算直流有刷电机的转动圈数，根据算出的转动圈数计算左、右后视镜的转动角度，从而得出左、右后视镜所处角度并记录，记录所述左、右后视镜所处角度即为记录左、右后视镜所处调整后的最佳位置。
但上述专利文献公开的自动控制装置采用分立电路实现纹波信号的处理，一旦电路设计固化后，纹波处理电路参数的调整不易实现。一方面，同一后视镜的电机在启动、匀速转动、制动时的纹波特性会改变，分立电路因参数固定，无法分别设置电机在启动、匀速转动、制动时的纹波信号放大增益、滤波参数等，纹波信号处理的可靠性低，控制偏差较大。另一方面，现在汽车厂不同车型的汽车配置有不同的后视镜，同一车型也可能会配置不同厂家生产的后视镜。不同的后视镜内置不同的电机，不同的电机转动时产生的纹波特性不同。当电机不同时，采用分立电路实现电机纹波信号的采集、放大、滤波等处理需要重新匹配调整电路，开发周期较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于纹波的后视镜控制系统及方法，其能够解决现有后视镜控制技术控制偏差大和通用性差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于纹波的后视镜控制系统，其包括后视镜控制开关、单片机、电机驱动模块、后视镜和纹波检测计数模块，后视镜控制开关连接单片机，电机驱动模块连接后视镜内置的电机，电机驱动模块和纹波检测计数模块集成到一纹波检测计数及电机驱动集成电路中，纹波检测计数及电机驱动集成电路内设有电压调制电路和控制寄存器，电压调制电路输出供电电压，纹波检测计数模块与控制寄存器双向连接，控制寄存器输出连接电机驱动模块，单片机与控制寄存器通过SPI总线通信连接。
进一步，纹波检测计数及电机驱动集成电路为型号是E910.72的电机驱动芯片。
本发明还提供了一种基于纹波的后视镜控制方法，其包括如下流程：
系统初始化流程：系统上电后，单片机通过SPI总线先后发出复位指令和唤醒指令至控制寄存器，由控制寄存器控制纹波检测计数及电机驱动集成电路复位唤醒。
参数配置流程：单片机通过SPI总线发送放大增益参数、电压限值参数和最小脉冲宽度参数至控制寄存器，控制寄存器对纹波检测计数模块进行参数设置，其中，放大增益参数包括电机常规运行时的放大增益参数和启动/制动时的放大增益参数，电压限值参数包括电机常规运行时的电压限值参数和启动/制动时的电压限值参数，最小脉冲宽度参数包括电机常规运行时的最小脉冲宽度参数和启动/制动时的最小脉冲宽度参数，控制寄存器设置参数。
最佳视野位置记忆流程：手动操作后视镜至最佳视野位置，纹波检测计数模块实时检测处理电机转动过程中的纹波脉冲，将纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息保存在控制寄存器中，操作后视镜控制开关触发单片机对控制寄存器发出数据请求指令，控制寄存器通过SPI总线将纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息发送至单片机中保存。
最佳视野位置调用流程：操作后视镜控制开关触发单片机读取最佳视野位置的纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息，单片机通过SPI总线将最佳视野位置的信息发送至控制寄存器，控制寄存器通过电机驱动模块调节后视镜至最佳视野位置。
本发明采用集成电路实现电机纹波信号的采集处理、纹波数量的输出及后视镜的电机的驱动，通过集成电路输出的纹波数量、电机转动的方向确定后视镜的位置。单片机对后视镜的电机在启动、匀速转动、制动时分别设置纹波信号处理的放大增益、电压限值和最小脉冲宽度，降低了纹波脉冲检测中误判的可能性，提高了纹波信号处理的可靠性，减小控制偏差，提高了后视镜的控制准确度。对于不同后视镜的不同电机，单片机设置不同电机的放大增益、电压限值和最小脉冲宽度，可快速将本方案应用到不同的电机上，缩短了开发周期，提高了通用性。
附图说明
图1为本发明一种基于纹波的后视镜控制系统的系统结构图；
图2为本发明一种基于纹波的后视镜控制方法的一种实施例的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
一种基于纹波的后视镜控制系统，包括后视镜控制开关1、单片机2、电机驱动模块33、后视镜4和纹波检测计数模块34。后视镜控制开关1为触发本系统进入哪个模式的按钮或触控按钮，其可以如CN 103640525 A中公开的后视镜角度调整开关，该专利文献没有额外再设开关，只是通过常按开关来进入学习模式等。后视镜控制开关1连接单片机2，触动后视镜控制开关1即给了一个触发信号至单片机2，单片机2进入相应功能的实现。本系统将电机驱动模块33和纹波检测计数模块34集成到一起，外加电压调制电路31和控制寄存器32，形成一个带纹波处理功能和电机驱动功能的纹波检测计数及电机驱动集成电路3，纹波检测计数模块34与控制寄存器32交互连接，控制寄存器32输出连接电机驱动模块33，如图1所示。电机驱动模块33作用后视镜4内置的电机41，以驱动后视镜4进行位置调整。纹波检测计数模块34实时采集电机41转动的方向和转动过程中碳刷电极换向时的电流纹波信号，对纹波信号进行放大、滤波处理并计算出纹波的数量，通过纹波数量确定电机41的行程位置。控制寄存器32用于暂存参数、纹波计数值、电机41转动方向等信息。电压调制电路31将外部电源电压转换成集成电路内部需要的供电电压。单片机2与控制寄存器32通过SPI总线进行数据交互，统一由控制寄存器32上传纹波数量和电机41转动方向信息，下达单片机2发出的配置参数，
纹波检测计数及电机驱动集成电路3可以采用如电机驱动芯片E910.72这类具有纹波处理功能的电机驱动芯片。
在上述基于纹波的后视镜控制系统的软硬件基础上，形成了一种基于纹波的后视镜控制方法，其包括系统初始化流程、参数配置流程、最佳视野位置记忆流程和最佳视野位置调用流程四个流程。
系统初始化流程：系统上电后，单片机2通过SPI总线先后发出复位指令和唤醒指令至控制寄存器32，由控制寄存器32控制纹波检测计数及电机驱动集成电路3复位唤醒。
参数配置流程：单片机2通过SPI总线发送放大增益参数、电压限值参数和最小脉冲宽度参数至控制寄存器32，控制寄存器32对纹波检测计数模块34进行参数设置，其中，放大增益参数包括电机41常规运行时的放大增益参数和启动/制动时的放大增益参数，电压限值参数包括电机41常规运行时的电压限值参数和启动/制动时的电压限值参数，最小脉冲宽度参数包括电机41常规运行时的最小脉冲宽度参数和启动/制动时的最小脉冲宽度参数，控制寄存器32设置参数。
最佳视野位置记忆流程：手动操作后视镜4至最佳视野位置，纹波检测计数模块34实时检测处理电机41转动过程中的纹波脉冲，将纹波脉冲的计数值和电机41转动的方向信息保存在控制寄存器32中，操作后视镜控制开关1触发单片机2通过SPI总线对控制寄存器32发出数据请求指令，控制寄存器32通过SPI总线将纹波脉冲的计数值和电机41转动的方向信息发送至单片机2中保存。
最佳视野位置调用流程：操作后视镜控制开关1触发单片机2读取最佳视野位置的纹波脉冲的计数值和电机41转动的方向信息，单片机2通过SPI总线将最佳视野位置的信息发送至控制寄存器32，控制寄存器32通过电机驱动模块33调节后视镜4至最佳视野位置。
上述流程可以由单片机2的软件部分实现，其控制流程如图2所示，图2中的最佳视野位置记忆涉及了驾驶工况和倒车工况，对应地，最佳视野位置调用也涉及了驾驶和倒车工况。
系统初始化流程中，两指令间可设置如20ms时长的延时。参数配置流程中，不同的电机41运行时的电流大小不同，电流越大，设置的放大增益参数越小；电流较小的电机41经过较大的放大增益处理后才能更好的实现纹波脉冲检测。电压限值参数的设置在于，如有较大幅度的电压干扰时，纹波脉冲信号的电压值大于设置的电压限值参数，将会作为无效的干扰信号处理。当检测到纹波脉冲信号的周期小于最小脉冲宽度参数时，该纹波脉冲信号将会作为无效的干扰信号处理。电压限值参数和最小脉冲宽度参数的设置能够过滤掉干扰信号。
对于同一后视镜4，其电机41在常规运行和启动/制动时的放大增益、电压限值、最小脉冲宽度可分别设置成最合适的值，由单片机2通过SPI总线先发送给控制寄存器32实现参数配置。当后视镜4改变时，只需根据新后视镜4的电机41的纹波特性，重新调整电机41在常规运行和启动/制动时的放大增益、电压限值、最小脉冲宽度的值即可快速适应新的后视镜4。
Claims (2)
1.一种基于纹波的后视镜控制方法，其特征在于，包括如下流程：
系统初始化流程：系统上电后，单片机通过SPI总线先后发出复位指令和唤醒指令至控制寄存器，由控制寄存器控制纹波检测计数及电机驱动集成电路复位唤醒；
参数配置流程：单片机通过SPI总线发送放大增益参数、电压限值参数和最小脉冲宽度参数至控制寄存器，控制寄存器对纹波检测计数模块进行参数设置，其中，放大增益参数包括电机常规运行时的放大增益参数和启动/制动时的放大增益参数，电压限值参数包括电机常规运行时的电压限值参数和启动/制动时的电压限值参数，最小脉冲宽度参数包括电机常规运行时的最小脉冲宽度参数和启动/制动时的最小脉冲宽度参数；
最佳视野位置记忆流程：手动操作后视镜至最佳视野位置，纹波检测计数模块实时检测处理电机转动过程中的纹波脉冲，将纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息保存在控制寄存器中，操作后视镜控制开关触发单片机对控制寄存器发出数据请求指令，控制寄存器通过SPI总线将纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息发送至单片机中保存；
最佳视野位置调用流程：操作后视镜控制开关触发单片机读取最佳视野位置的纹波脉冲的计数值和电机转动的方向信息，单片机通过SPI总线将最佳视野位置的信息发送至控制寄存器，控制寄存器通过电机驱动模块调节后视镜至最佳视野位置；
其中，所述系统为基于纹波的后视镜控制系统，其包括后视镜控制开关、单片机、电机驱动模块、后视镜和纹波检测计数模块，后视镜控制开关连接单片机，电机驱动模块连接后视镜内置的电机，电机驱动模块和纹波检测计数模块集成到一纹波检测计数及电机驱动集成电路中，纹波检测计数及电机驱动集成电路内设有电压调制电路和控制寄存器，电压调制电路输出供电电压，纹波检测计数模块与控制寄存器双向连接，控制寄存器输出连接电机驱动模块，单片机与控制寄存器通过SPI总线通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于纹波的后视镜控制方法，其特征在于：所述纹波检测计数及电机驱动集成电路为型号是E910.72的电机驱动芯片。
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