CN106869670B - 电动车门检测装置及检测控制方法 - Google Patents

电动车门检测装置及检测控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种电动车门检测装置及检测控制方法，所述检测装置包括为车门开关提供动力的电机，以及驱动电机转动的电机驱动电路，还包括：设于电机的主轴上，磁体分多个区域且各个区域的磁体的南北极依次交替的永磁体；均设于永磁体对应位置，检测磁力变化并转换输出对应电信号的第一霍尔传感器及第二霍尔传感器；与第一霍尔传感器及第二霍尔传感器电连接，根据对应电信号计算出车门的运动方向及位置的处理器。本发明实施例通过采用霍尔传感器检测电机主轴上永磁体转动方向及转动位置来计算出车门位置及运动方向，解决了无法精确检测电动车门位置及运动方向的问题，进而辅助车辆中央控制系统实现对电动车门的智能控制。

Description

电动车门检测装置及检测控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子设备领域，尤其涉及一种电动车门检测装置及检测控制方法。
背景技术
目前大多数汽车车门均是手动机械式，发展和普及更舒适、更安全的电动智能车门是未来的方向。
为了实现车门行程限制、用户设定位置记忆、手动操作智能参与助力等功能，需要一种能够精确检测电动车门位置及运动方向的设备，辅助车辆中央控制系统对车门的智能控制。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电动车门检测装置及检测控制方法，以使能够精确检测车门位置及运动方向。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种电动车门检测装置，包括为车门开关提供动力的电机，以及驱动电机转动的电机驱动电路，还包括：
设于电机的主轴上，磁体分多个区域且各个区域的磁体的南北极依次交替的永磁体；
均设于永磁体对应位置，检测磁力变化并转换输出对应电信号的第一霍尔传感器及第二霍尔传感器；
与第一霍尔传感器及第二霍尔传感器电连接，根据对应电信号计算出车门的运动方向及位置的处理器。
相应地，本发明实施例还提供了一种电动车门检测控制方法，包括：
A、接受用户操作指令，控制电机转动，驱动车门进行开/关门运动；
B、接收第一霍尔传感器及第二霍尔传感器的脉冲信号，并根据脉冲信号判断车门运动方向；
C、根据运动方向记录所述第一霍尔传感器或第二霍尔传感器的脉冲数；
D、计算出电机单位时间内的转速并与预设的速度值进行比较，根据对应比较结果来控制电机增加或降低速度，使电机的转速趋同于预设的速度值；
E、总脉冲数到达预设值时，停止电机。
本发明实施例通过提出一种电动车门检测装置及检测控制方法，所述检测装置包括永磁体、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及处理器，通过采用霍尔传感器检测电机主轴上永磁体转动方向及转动位置来计算出车门位置及运动方向，解决了无法精确检测电动车门位置及运动方向的问题，进而辅助车辆中央控制系统实现对电动车门的智能控制。
附图说明
图1是本发明实施例的电动车门检测装置的一种角度结构示意图。
图2是本发明实施例的电动车门检测装置的另一种角度结构示意图。
图3是本发明实施例的电动车门检测装置的结构示意图。
图4是本发明实施例的电动车门检测控制方法的流程图。
图5是本发明实施例的第一及第二霍尔传感器脉冲信号正向时序的示意图。
图6是本发明实施例的第一及第二霍尔传感器脉冲信号反向时序的示意图。
附图标号说明
永磁体10
第一霍尔传感器20
第二霍尔传感器30
处理器40
电机50
电机驱动电路60
电路板70
存储器80。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参照图1～图3，本发明实施例的电动车门检测装置主要包括永磁体10、第一霍尔传感器20、第二霍尔传感器30及处理器40，还包括车门开关提供动力的电机50，以及驱动电机50转动的电机驱动电路60，车门由对应的传动机构带动，进行开关。
永磁体10设于电机50的主轴上，永磁体10分多个区域，各个区域的磁体的南北极依次交替。优选地，永磁体10为圆形，永磁体10分为两个或两个以上面积相等的扇形区域，主轴连接于永磁体10圆心处。
第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30均设于永磁体10对应位置，检测磁力变化并转换输出对应的电信号。第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30均设于永磁体10对应位置的同心圆的圆周处，且间隔（N+1/2）个扇形区域，N为小于扇形区域数量的整数。在电机50旋转时，第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30感应分磁区交替所形成的磁力变化，利用永磁体10的各磁区的扇形中心区和交接区的磁力差来形成两路传感信号的相位差，转换输出转速电信号。如果永磁体10分为N个扇区，每圈有N/2个脉冲，可识别2/N圈的精度，如果要实现更高的精度，需要更多的扇区分区，永磁体10分区数量可根据制造工艺允许和实际需求来决定。
处理器40与第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30电连接，根据对应的电信号计算出车门的运动方向及位置。处理器40根据第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30检测的磁力变化信号，结合已知传动机构在电机50每圈的运动距离的常量，计算出实际运动距离。电机50正转或反转时，第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30的信号相位在两个方向产生相对超前或滞后的差别，处理器40通过这个信号相位差别计算识别出车门打开或关闭的方向。
作为一种实施方式，电动车门检测装置还包括与处理器40电连接，将所述车门的运动方向及位置上传至对应的车辆中央控制系统的CAN-BUS总线或LIN-BUS总线。通过CAN-BUS总线或LIN-BUS总线将对应的车门的运动方向及位置上传至对应的车辆中央控制系统，辅助车辆中央控制系统实现对电动车门的智能控制。
作为一种实施方式，处理器40与电机驱动电路60电连接。当处理器40检测到用户手动在车门施加关门或开门动作，车门通过对应的车门传动机构带动电机50转动时，处理器40通过第一霍尔传感器20与第二霍尔传感器30信号的相位差别计算识别出车门打开或关闭的方向，处理器40通过电机驱动电路60驱动电机50转动，通过对应的车门传动机构带动车门，为用户的关门或开门提供助力。
作为一种实施方式，第一霍尔传感器20、第二霍尔传感器30、电机驱动电路60及处理器40均集成于电路板70上。
作为一种实施方式，电动车门检测装置还包括与处理器40电连接，用于存储预设的车门位置信息的存储器80。存储器80存储用户设定的位置记忆，为电动车门的开关门位置、车门行程限制提供个性化设置功能。
请参照图4，本发明实施例的电动车门检测控制方法主要包括步骤A、B、C、D、E。
A、接受用户操作指令，控制电机50转动，驱动车门进行开/关门运动。
B、接收第一霍尔传感器20及第二霍尔传感器30的脉冲信号，并根据脉冲信号判断车门运动方向。请参照图5及图6，如果第一霍尔传感器20的脉冲上升沿比第二霍尔传感器30的脉冲上升沿提前，则运动方向为正向，最优相位为90o；如果第一霍尔传感器20的脉冲上升沿比第二霍尔传感器30脉冲上升沿滞后，则运动方向为反向，最优相位为90o。
C、根据运动方向记录所述第一霍尔传感器20或第二霍尔传感器30的脉冲数。系统初始位置开关提供运动轴0坐标参考，例如，运动方向为正向，令计数器X为第一霍尔传感器20的脉冲计数累加，同样，第二霍尔传感器30的脉冲也可以作计数使用；如果方向为反向，令计数器X作第一霍尔传感器20的脉冲计数递减。
D、计算出电机50单位时间内的转速并与预设的速度值进行比较，根据对应比较结果来控制电机50增加或降低速度，使电机50的转速趋同于预设的速度值。在车门运动时，设单位时间尺度为T内的脉冲数之和为X1，则电机50单位时间内转速V= X1*P/T，其中，P为常量，将V与预设速度值S比较，如果V大于预设速度值S，通过PWM控制电机50调速降低速度；如果V小于预设速度值S，通过PWM控制电机50调速增加速度；使V趋同于预设速度值S，实现匀速控制，匀速开/关门。此外，预设速度值S可分段管理，在不同的开/关门行程段，通过调速表或算法改变预设速度值S可实现分段调速功能。
E、总脉冲数到达预设值时，停止电机50。例如，将计数器X与预设值比较，大于等于预定值电机50停止，实现车门最大行程限制功能。此外，用户在通过操作停止车门后，可通过设置将计数器X当前的值X2存到存储器80中，此后用户进行开门操作时，计数器X不断与存储器80中存储的值X2进行比较，到达时，电机50停止，实现用户设置的位置记忆功能。
作为一种实施方式，本发明实施例的电动车门检测控制方法还包括在E步骤之前的防夹步骤：
当在预设单位时间内，检测到脉冲增加的数量少于与预设速度值对应的预计增加的脉冲数量时，判定为障碍物阻挡，停止电机50并控制电机50反向，带动车门反向运动预设距离。例如，在PWM控制电机50进行开/关门的情况下，在预设时间R内，脉冲增加的数量少于与预设速度值对应的预计增加的脉冲数量时，判定为障碍物阻挡，停止电机50运动，并作反向运动作移除妨害处理，实现关门时防夹及开门时防撞的功能。
作为一种实施方式，本发明实施例的电动车门检测控制方法还包括在E步骤之后的助力步骤：
当车门打开且电机50停止时，检测到脉冲变化超过预设值，则判定为手动操作，并根据脉冲变化控制电机50进行对应的转动。在车门打开并且电机50处于停止状态时，将计数器X当前的值X3暂存到存储器80，定时比对计数器X和存储器80存储的X3，如果计数器X发生改变，与存储器80存储的X3的差值超出预设范围时，判定为手动操作，如果计数器X值相比X3是增加的，则判定为手动开门，主动加载电机50作开门动作；如果计数器X值相比X3是减少的，则判定为手动关门，主动加载电机50作关门动作；最终实现手动开/关门的主动助力功能。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (2)

1.一种电动车门检测控制方法，其特征在于，应用于一种电动车门检测装置中，所述检测装置包括为车门开关提供动力的电机，以及驱动电机转动的电机驱动电路，还包括：设于电机的主轴上，磁体分多个区域且各个区域磁体的南北极依次交替的永磁体；均设于永磁体对应位置，检测磁力变化并转换输出对应电信号的第一霍尔传感器及第二霍尔传感器；与第一霍尔传感器及第二霍尔传感器电连接，根据对应电信号计算出车门的运动方向及位置的处理器；所述永磁体为圆形，所述永磁体分为两个或两个以上面积相等的扇形区域，所述主轴连接永磁体圆心处；所述第一霍尔传感器及第二霍尔传感器均设于永磁体对应位置的同心圆的圆周处，且间隔N+1/2个扇形区域，N为小于扇形区域数量的整数；
所述电动车门检测装置还包括与处理器电连接，将所述车门的运动方向及位置上传至对应的车辆中央控制系统的CAN-BUS总线或LIN-BUS总线；
所述处理器与电机驱动电路电连接，通过PWM控制电机；
所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、电机驱动电路及处理器均集成于电路板上；
所述电动车门检测装置还包括与处理器电连接，用于存储预设的车门位置信息的存储器；
所述控制方法包括：
A、接受用户操作指令，控制电机转动，驱动车门进行开/关门运动；
B、接收第一霍尔传感器及第二霍尔传感器的脉冲信号，并根据脉冲信号判断车门运动方向；
C、根据运动方向记录所述第一霍尔传感器或第二霍尔传感器的脉冲数；
D、计算出电机单位时间内的转速并与预设的速度值进行比较，根据对应比较结果来控制电机增加或降低速度，使电机的转速趋同于预设的速度值；
E、总脉冲数到达预设值时，停止电机；
助力步骤：当车门打开且电机停止时，检测到脉冲变化超过预设值，则判定为手动操作，并根据脉冲变化控制电机进行对应的转动。
2.如权利要求1所述的电动车门检测控制方法，其特征在于，还包括在E步骤之前的防夹步骤：
当在预设单位时间内，检测到脉冲增加的数量少于与预设速度值对应的预计增加的脉冲数量时，判定为障碍物阻挡，停止电机并控制电机反向，带动车门反向运动预设距离。
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Granted publication date: 20190830

Termination date: 20200323