CN106837051B - 安全电动车窗系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全电动车窗系统及其操作方法，其中该安全电动车窗系统包括：第一霍尔传感器，位于车窗电动机的旋转起点处，并且被配置成基于车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号；第二霍尔传感器，被配置成基于车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号；以及控制器，被配置成在车窗上升时，基于第一脉冲信号和第二脉冲信号生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号，基于第一脉冲信号和第二脉冲信号以及第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号计算作用在车窗上的力，并且在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在车窗与门框之间。

Description

安全电动车窗系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种安全电动车窗系统及其操作方法，更具体涉及一种即使在车窗电动机不能旋转一次或多次的情况下，也能够通过利用两个霍尔传感器计算作用在车窗上的力来检测有物体卡在车窗与门框之间的技术。

背景技术

通常情况下，电动车窗系统包括用于接收车窗打开或关闭信号的按钮，以及响应于该信号而打开或关闭车辆的每个车门上车窗的车窗电动机，以使驾驶者能够容易地打开和关闭车窗。

特别地，电动车窗系统可包括自动上/下按钮，从而由驾驶者操纵一次即能够完全地打开或关闭车窗。

最近，经常发生在利用自动向上按钮而使车窗上升期间，儿童的手指被卡在车窗与门框之间的空间内并受伤的情况。

为了解决这个问题，已开发出具有防卡功能的电动车窗系统(下文称为安全电动车窗系统)，当感测到车窗上升时有物体卡入时，通过车窗电动机的反向旋转来使车窗下降，从而防止人体受伤。

根据现有技术的安全电动车窗系统利用由霍尔传感器基于在电动机转子旋转时对应磁体的极性生成的脉冲波形，计算作用在车窗上的力，并且当所计算的力超出阈值时确定有物体卡在车窗与门框之间，从而使车窗下降。

在根据现有技术的安全电动车窗系统中，安全电动车窗功能利用单一的霍尔传感器来实现。因此，仅在由霍尔传感器生成的脉冲波形的数量是两个或多个的情况下，即，与车窗电动机旋转两次或多次的情况相对应，可计算车窗电动机的加速度，并且可以利用加速度来计算作用在车窗上的力。

根据现有技术的另一种安全电动车窗系统，利用被布置成彼此具有90度间隔的两个霍尔传感器来实现安全电动车窗功能。因此，仅仅在车窗电动机旋转1.5圈或以上的情况下，可计算车窗电动机的加速度，并且可通过加速度来计算作用在车窗上的力。

因此，在根据现有技术的安全电动车窗系统中，在车窗电动机不能旋转一次或多次的极端情况下，不能计算出作用在车窗上的力。因此，根据现有技术的安全电动车窗系统可能无法检测出有物体卡在车窗和门框之间。

发明内容

本发明用于解决现有技术中出现的上述问题，同时完整保留由现有技术实现的优点。

本发明一方面提供一种安全电动车窗系统及其操作方法，即使车窗电动机旋转仅0.75圈，也能够通过基于由被布置成具有90度间隔的两个霍尔传感器生成的脉冲信号而生成虚拟脉冲信号，来计算出作用在车窗上的力，从而检测到有物体卡在车窗与门框之间。

本发明的目的并不限于上述目的，未提及的本发明的其他目的和优点可通过以下描述来理解，并通过本发明的示例性实施例将更清楚地了解。此外，可以容易地理解，本发明目的和优点可通过在权利要求及其组合中所提到的方法来实现。

根据本发明的示例性实施例，一种安全电动车窗系统，包括：第一霍尔传感器，位于车窗电动机的旋转起点处，并且被配置成基于车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号；第二霍尔传感器，被布置成与第一霍尔传感器分开90度间隔，并被配置成基于车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号；以及控制器，被配置成在车窗上升时，基于第一脉冲信号和第二脉冲信号生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号，基于第一脉冲信号和第二脉冲信号以及第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号计算作用在车窗上的力，并且在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在车窗与门框之间。

根据本发明的另一个实施例，一种安全电动车窗系统的操作方法，包括以下步骤：位于车窗电动机的旋转起点处的第一霍尔传感器，基于车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号；第二霍尔传感器基于车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号，其中第二霍尔传感器被布置成与第一霍尔传感器间隔开，并且车窗电动机的旋转轴和第一霍尔传感器的连线与车窗电动机的旋转轴和第二霍尔传感器的连线之间的角度为90度；控制器在车窗上升时基于第一脉冲信号和第二脉冲信号，生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号；利用第一脉冲信号和第二脉冲信号与第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号，计算车窗电动机的加速度；基于加速度计算作用在车窗上的力；在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在车窗和门框之间，从而使车窗下降。

附图说明

本发明的上述以及其它目的、特征和优点，通过结合附图的详细描述将会更加清楚，其中：

图1是根据本发明一个示例性实施例的安全电动车窗系统的框图；

图2是示出根据本发明一个示例性实施例的两个霍尔传感器的位置的示意图；

图3是示出根据本发明一个示例性实施例的第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号的示意图；

图4是示出根据本发明一个示例性实施例的安全电动车窗系统的操作方法的流程图。

附图标记说明：

10：第一霍尔传感器

20：第二霍尔传感器

30：控制器

40：车窗电动机驱动器

具体实施方式

通过下面的描述，并参照附图，本发明的上述目的、特征和优点更为明显。因此，本发明所属的领域技术人员可容易地实施本发明的技术理念。此外，在描述本发明中，在判定与本发明相关的公知技术的详细描述可对本发明的要点造成不必要的模糊的情况下，它将被省略。以下，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。

图1是根据本发明示例性实施例的安全电动车窗系统的框图。

如图1所示，根据本发明示例性实施例的安全电动车窗系统包括：第一霍尔传感器10、第二霍尔传感器20、控制器30以及车窗电动机驱动器40。

下面将对各个部件进行描述。第一霍尔传感器10布置在车窗电动机的旋转起点处，并基于车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号。

第二霍尔传感器20被布置成以90度间隔与第一霍尔传感器10间隔开(即，连接车窗电动机的旋转轴和第一霍尔传感器10的线，与连接车窗电动机的旋转轴和第二霍尔传感器20的线之间的角度是90度)，并且基于车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号。

以下，将参照图2详细描述第一霍尔传感器10和第二霍尔传感器20的位置。

图2是示出根据本发明示例性实施例的两个霍尔传感器的位置的示意图。

在图2中，第一霍尔传感器10位于车窗电动机的旋转起点处(12点钟位置)，第二霍尔传感器20位于与第一霍尔传感器10具有90度间隔的位置处(3点钟位置)，并且生成与车窗电动机的旋转相对应的脉冲信号。在此，附图标记“200”表示车窗电动机的旋转方向。

此外，附图标记“210”表示与由控制器30生成的第一虚拟脉冲信号相对应的点(位置)，附图标记“220”表示与由控制器30生成的第二虚拟脉冲信号相对应的点。

另外，参考标记“N”指北极，参考标记“S”指南极。

控制器30执行一般的控制，以使上述各部件可正常地执行它们的功能。

具体地，当通过自动向上按钮接收到车窗的上升命令时，控制器30控制车窗电动机驱动器40升高车窗，直到车窗完全关闭。控制器30在驾驶者操作手动向上按钮期间，也控制车窗电动机驱动器40升高车窗，直到车窗完全关闭。

在此，控制器30基于由第一霍尔传感器10生成的第一脉冲信号和由第二霍尔传感器20生成的第二脉冲信号，周期性地生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号。在此，生成虚拟脉冲信号的过程可以从车窗上升时开始执行，或者可以从车窗上升到参考高度(在车窗快要完全关闭之前)或参考高度以上时开始执行。作为一个实施例，术语“在车窗快要完全关闭之前”是指车窗打开距离门框5～10mm的状态。

此外，控制器30利用第一和第二脉冲信号与第一和第二虚拟脉冲信号检测电动机的加速度，基于电动机的加速度计算车窗电动机的加速度和作用在车窗上的力。在此，力(F)由质量(m)和加速度(a)的乘积表示，由于质量是设定值(恒量)，因此仅在识别到加速度时，力才可被计算。

此外，控制器30确定作用在车窗上的力是否超出阈值，并且当作用在车窗上的力超出阈值时，确定有物体卡在车窗与门框之间，从而控制车窗电动机驱动器40使车窗下降。当作用在车窗上的力未超出阈值时，控制器30控制车窗电动机驱动器40使车窗升高，直到车窗完全关闭。在此，控制器30可使车窗下降到设定位置或者使车窗完全下降。

以下，将参照图3详细描述控制器30生成第一虚拟脉冲信号350和第二虚拟脉冲信号360的过程。

图3是示出根据本发明示例性实施例的第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号的示意图。

在图3中，附图标记“310”是指由第一霍尔传感器10生成的第一脉冲信号，附图标记“320”是指由第二霍尔传感器20生成的第二脉冲信号。

此外，附图标记“331”是第一脉冲信号310的第一边缘，由HS1[1]表示，附图标记“332”是第二脉冲信号320的第一边缘，由HS2[1]表示，附图标记“333”是第一脉冲信号310的第二边缘，由HS1[2]表示，附图标记“334”是第二脉冲信号320的第二边缘，由HS2[2]表示，附图标记“335”是第一脉冲信号310的第三边缘，由HS1[3]表示，附图标记“336”是第二脉冲信号320的第三边缘，由HS2[3]表示，附图标记“337”是第一脉冲信号310的第四边缘，由HS1[4]表示，附图标记“338”是第二脉冲信号320的第四边缘，由HS2[4]表示。

此外，附图标记“341”是HS1[1]和HS2[1]之间的时间，并且满足等式：ET[1]＝HS2[1]-HS1[1]；附图标记“342”是HS2[1]和HS1[2]之间的时间，并且满足等式：ET[2]＝HS1[2]-HS2[1]；附图标记“343”是HS1[2]和HS2[2]之间的时间，并且满足等式：ET[3]＝HS2[2]-HS1[2]；附图标记“344”是HS2[2]和HS1[3]之间的时间，并且满足等式：ET[4]＝HS1[3]-HS2[2]；附图标记“345”是HS1[3]和HS2[3]之间的时间，并且满足等式：ET[5]＝HS2[3]-HS1[3]；附图标记“346”是HS2[3]和HS1[4]之间的时间，并且满足等式：ET[6]＝HS1[4]-HS2[3]；附图标记“347”是HS1[4]和HS2[4]之间的时间，并且满意等式：ET[7]＝HS2[4]-HS1[4]。

另外，表示ET[1]341和ET[2]342之间的时间差的ETDIF[1]满足等式：ETDIF[1]＝ET[2]-ET[1]；表示ET[2]342和ET[3]343之间的时间差的ETDIF[2]满足等式：ETDIF[2]＝ET[3]-ET[2]；并且表示ET[3]343与ET[4]344之间的时间差的ETDIF[3]满足等式：ETDIF[3]＝ET[4]-ET[3]。

同时，控制器30根据第一脉冲信号310和第二脉冲信号320之间的关系，计算第一虚拟脉冲信号350的初始边缘HS3[1]。即，利用下面的等式1计算第一虚拟脉冲信号350的初始边缘。

[等式1]

HS3[1]＝HS1[2]-ETDIF[1]＝(2×HS2[1])-HS1[1]

然后，第一虚拟脉冲信号350的第二边缘HS3[2]与HS1[3]同步。

此外，控制器30根据第一脉冲信号310与第二脉冲信号320之间的关系，计算第二虚拟脉冲信号360的初始边缘HS4[1]。即，利用下面的等式2计算第二虚拟脉冲信号360的初始边缘。

[等式2]

HS4[1]＝HS2[2]-ETDIF[2]＝(2×HS1[2])-HS2[1]

然后，第二虚拟脉冲信号360的第二边缘HS4[2]与HS2[3]同步。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的安全电动车窗系统的操作方法的流程图。

首先，位于车窗电动机的旋转起点处的第一霍尔传感器10，基于车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号(401)。

然后，被布置成以90度间隔与第一霍尔传感器10分隔开的第二霍尔传感器20，基于车窗电动机的旋转产生第二脉冲信号(402)。

然后，控制器30在车窗上升时基于第一脉冲信号和第二脉冲信号产生第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号(403)。

然后，控制器30利用第一和第二脉冲信号以及第一和第二虚拟脉冲信号，计算车窗电动机的加速度(404)。

然后，控制器30基于加速度计算作用在车窗上的力。

然后，控制器30在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在车窗与门框之间，从而使车窗下降(406)。

通过如上所述的过程，即使车窗电动机旋转仅0.75圈，也可以计算作用在车窗上的力，因此可以检测有物体卡在车窗和门框之间。

同时，如上所述的根据本发明的示例性实施例的安全电动车窗系统的操作方法可由计算机程序创建。此外，本领域的计算机程序员可容易地推断出配置计算机程序的代码和代码段。另外，所创建的计算机程序被存储在计算机可读记录介质(信息存储介质)中，并且由计算机读取和执行，以实施根据本发明的示例性实施例的安全电动车窗系统的操作方法。另外，计算机可读记录介质包括所有类型的通过计算机可读的记录介质。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，基于被布置成彼此之间具有90度间隔的两个霍尔传感器生成的脉冲信号，生成虚拟脉冲信号，因此即使在车窗电动机仅旋转0.75圈时，也可计算出作用在车窗上的力。

另外，即使车窗电动机仅旋转0.75圈，也可计算出作用在车窗上的力，因此可以检测有物体卡在车窗与门框之间。

如上所述，虽然已参照实施例和附图描述了本发明，然而本发明并不局限于此，本发明所属的领域技术人员在不脱离所附权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，还可以进行各种修改和改变。

Claims (16)

1.一种安全电动车窗系统，其特征在于包括：

第一霍尔传感器，位于车窗电动机的旋转起点处，并且被配置成基于所述车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号；

第二霍尔传感器，被配置成基于所述车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号；以及

控制器，被配置成在车窗上升时，基于所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号，基于所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号以及所述第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号计算作用在所述车窗上的力，并且在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在所述车窗与门框之间。

2.根据权利要求1所述的安全电动车窗系统，其中所述第二霍尔传感器被布置成与所述第一霍尔传感器间隔开，并且所述车窗电动机的旋转轴和所述第一霍尔传感器的连线与所述车窗电动机的旋转轴和所述第二霍尔传感器的连线之间的角度为90度。

3.根据权利要求2所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在所述车窗电动机旋转0.5圈时生成所述第一虚拟脉冲信号。

4.根据权利要求2所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在所述车窗电动机旋转0.75圈时生成所述第二虚拟脉冲信号。

5.根据权利要求1所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在所述车窗上升到参考高度以上时，开始生成所述第一虚拟脉冲信号和所述第二虚拟脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器利用所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号与所述第一虚拟脉冲信号和所述第二虚拟脉冲信号，计算所述车窗电动机的加速度，并且基于所述加速度计算作用在所述车窗上的力。

7.根据权利要求1所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗下降。

8.根据权利要求7所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗完全下降。

9.根据权利要求7所述的安全电动车窗系统，其中所述控制器在确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗下降到设定位置。

10.一种安全电动车窗系统的操作方法，其特征在于包括以下步骤：

位于车窗电动机的旋转起点处的第一霍尔传感器，基于所述车窗电动机的旋转生成第一脉冲信号；

第二霍尔传感器基于所述车窗电动机的旋转生成第二脉冲信号，其中所述第二霍尔传感器被布置成与所述第一霍尔传感器间隔开，并且所述车窗电动机的旋转轴和所述第一霍尔传感器的连线与所述车窗电动机的旋转轴和所述第二霍尔传感器的连线之间的角度为90度；

控制器在车窗上升时基于所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，生成第一虚拟脉冲信号和第二虚拟脉冲信号；

利用所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号与所述第一虚拟脉冲信号和所述第二虚拟脉冲信号，计算所述车窗电动机的加速度；

基于所述加速度计算作用在所述车窗上的力；

在所计算的力超出阈值的情况下，确定有物体卡在所述车窗和门框之间。

11.根据权利要求10所述的安全电动车窗系统的操作方法，其中在所述第一虚拟脉冲信号的生成过程中，在所述车窗电动机旋转0.5圈时生成所述第一虚拟脉冲信号。

12.根据权利要求10所述的安全电动车窗系统的操作方法，其中在所述第二虚拟脉冲信号的生成过程中，在所述车窗电动机旋转0.75圈时生成所述第二虚拟脉冲信号。

13.根据权利要求10所述的安全电动车窗系统的操作方法，其中在所述第一虚拟脉冲信号和所述第二虚拟脉冲信号的生成过程中，从所述车窗上升到参考高度以上时开始生成所述第一虚拟脉冲信号和所述第二虚拟脉冲信号。

14.根据权利要求10所述的安全电动车窗系统的操作方法，还包括以下步骤：在所述控制器确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗下降。

15.根据权利要求14所述的安全电动车窗系统的操作方法，其中在使所述车窗下降的过程中，在所述控制器确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗完全下降。

16.根据权利要求14所述的安全电动车窗系统的操作方法，其中在所述车窗下降的过程中，在所述控制器确定有物体卡在所述车窗和门框之间的情况下，使所述车窗下降到设定位置。

Images