CN108590425B - 一种高可靠性车窗控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高可靠性车窗控制方法，设计的算法包括按键检测算法、电机故障检测算法和车窗防夹算法。算法中使用程序中设定的计数器的计数值作为参考值判断按键操作是否正常，使用程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值作为主要的参考值判断电机是否出现故障，使用程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值作为主要的参考值检测车窗是否遇到障碍物。本专利通过软件算法实现车窗控制，没有增加硬件或线束，节省了成本和装配时间。防夹算法在车窗动作过程中进行自学习标定，保证了防夹控制跟随设备状态，减少了控制策略部署时间提高了生产效率。本发明提高了车窗控制的智能化以及设备可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其是一种高可靠性车窗控制方法
背景技术
随着汽车产业日益发展，从国家汽车产业战略规划到个人用户都对汽车智能化提出了更多更高的需求，而传统的汽车电子仅限于对汽车的机械部件进行简单的控制，随着计算机技术、网络通信技术等新技术在汽车电子领域的普及，使得汽车的智能化要求越来越高，越来越多之前高端汽车才具备的功能普及成为现代汽车标配。车窗作为一辆汽车的重要组成部件，车窗的智能控制也成为现代汽车的标配。而人们在选择汽车的时候也会将车窗的舒适性、安全性作为重要参考。
现有车窗防夹控制的方案主要有两类：方案一需要先在特定环境下人为干预进行学习，并需要多次标定后实现防夹等功能，而当环境因素改变后需要重新进行标定。方案二通过在车窗内饰上增加多个传感器件通过传感器采集位置信号实现防夹控制。
发明内容
现有的车窗控制方法通用性不强，并且对车辆的线束设计和生产装配过程造成很大工作量。其中车窗防夹控制是车窗控制的中重要内容，现有车窗防夹方案通常需要人工干预设定，操作复杂，耗费时间长，需要专业技术人员进行系统设定和调教，当车辆所处环境改变后需要重新标定、误差大，失效概率高，一旦失效容易造成严重的人身伤害及财产损失，给车辆品牌形象造成负面影响。
基于此设计一种车窗控制方法，实现本发明的技术方案如下：
一种车窗控制方法，车窗控制方法包括用于检测按键操作的按键操作检测方法、用于电机检测的电机故障检测方法和用于车窗防夹的车窗防夹算法，按键操作检测方法中使用的参考值为程序中设定的计数器的计数值，电机故障检测方法中使用的参考值包括程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值，车窗防夹算法中使用的参考值包括程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值。
进一步的，按键操作检测方法包括步骤：
步骤1.根据实际设备要求设定车窗按钮计数器、车窗按钮防误触标志值、车窗按钮超时动作值、车窗自动模式切换开始标志值、车窗自动模式切换停止标志值；
步骤2.收到指令后，车窗按钮计数器累加，如果车窗按钮计数器的计数值<车窗按钮防误触标志值则认为发生误触动作不执行动作，如果车窗按钮计数器计数值>车窗按钮超时动作值则认为按键超时不执行动作，否则执行步骤3；
步骤3.当车窗按钮计数器计数值>车窗自动模式切换开始标志值且车窗按钮计数器计数值<车窗自动模式切换停止标志值则进入自动模式。
进一步的，按键操作检测方法同时适用于车窗上升和下降过程。
进一步的，诊断的电机故障包括：开路、欠载、过载、短路，
其中开路故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机开路标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机开路故障发生次数、设定N1限定电机开路故障次数；
步骤2.如果车窗电机反馈电流采样值<车窗电机开路标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机开路故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机开路故障状态次数大于0，则车窗电机开路故障状态次数减1，若车窗电机开路故障发生次数达到N1次则认为电机出现开路故障；
欠载故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机欠载标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机欠载故障发生次数、设定N2限定电机欠载次数；
步骤2.如果车窗电机反馈电流采样值<车窗电机欠载标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机欠载故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机欠载故障状态次数大于0，则车窗电机欠载故障状态次数减1，若车窗电机欠载故障发生次数达到N2次则认为电机出现欠载故障；
过载故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机过载标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机过载故障发生次数、设定N3限定电机过载次数；
步骤2.如果车窗电机反馈电流采样值>车窗电机过载标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机过载故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机过载故障状态次数大于0，则车窗电机过载故障状态次数减1，若车窗电机过载故障发生次数达到N3次则认为电机出现过载故障；
短路故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机短路触发时间值、电机动作时间、车窗电机短路标志值、车窗电机反馈电流采样值；
步骤2.若车窗电机反馈电流采样值>车窗电机短路标志值，则认为出现短路故障，电机停止动作。
进一步的，所述电机故障诊断方法同时适用于电机上升过程中的故障诊断和电机下降过程中的故障诊断。
进一步的，车窗防夹算法包括步骤：
步骤1.进行参数初始化，设定车窗上升电机动作计数器、车窗下降电机动作计数器、车窗上升到位标志、车窗上升到位值队列，长度为m1、车窗上升到位值异常值队列，长度为m1、车窗上升到位平均值、车窗上升到位之前记录值、车窗上升下降耗时对比值、车窗下降电机触发动作时间，防夹识别区域标志值；
步骤2.车窗上升电机动作计数器累加直到电机停止动作，记录车窗上升电机反馈电流采样值；
步骤3.若车窗上升电机动作计数器计数值<车窗上升到位值队列平均值，且车窗上升电机动作计数器计数值<车窗进入防夹识别区域标志值，且车窗上升电机反馈电流采样值>车窗上升电机过载标志值则触发防夹机制，上升电机停止工作，下降电机开始工作，时长为设定的车窗下降电机触发动作时间，否则执行步骤4；
步骤4.参数标定。
进一步的，参数标定步骤为：
步骤1.车窗上升电机动作计数器计数值加1直至上升电机停止动作或车窗上升电机电流反馈值>车窗上升电机过载标志值；
步骤2.车窗下降电机动作计数器计数值加1直至下降电机停止动作或车窗下降电机反馈电流采样值>车窗下降电机过载标志值；
步骤3.若(车窗下降电机动作计数器计数值-车窗上升电机动作计数器计数值)>车窗上升下降耗时对比值则进行步骤4，否则流程终止；
步骤4.车窗上升到位值队列平均值与车窗上升到位之前记录值进行对比，若符合制定的标准则执行步骤5，否则执行步骤8；
步骤5.车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零；
步骤6.若车窗上升到位值队列已满则清除车窗上升到位值队列头部元素，清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部，否则清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部；
步骤7.计算车窗上升到位值队列平均值作为防夹识别区域标志值；
步骤8.车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值异常值队列尾部并将车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零；
步骤9.若连续m1次将元素写入车窗上升到位值异常值队列尾部，则将车窗上升到位值异常值队列平均值作为防夹识别区域标志值。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过软件算法实现车窗的控制，没有增加硬件或线束，节省了成本和装配时间。
2、使用计数器的计数值和电机反馈电流采样作为车窗控制算法中的主要参考值，算法通用性强。
3、电机故障检测算法对初次故障和多次故障复现进行区分处理避免了偶发情况误处理，提高了系统的可靠性。
4、防夹算法使用动态更新的防夹标志值，保证了车辆状态变化时防夹控制的准确性。
本发明的另一目的在于提出一种高可靠性车窗控制装置，包括使用电机故障检测方法的电机故障检测单元、使用按键操作检测方法的按键操作检测单元和使用车窗防夹算法的车窗防夹单元，所述车窗控制装置根据车窗控制方法的判定结果发出车窗电机控制指令。
进一步的，所述车窗控制装置通过线缆与车窗按键和车窗电机相连，通过智能线束与中央控制器相连。
本发明的有益效果与一种车窗控制方法的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
图1是按键检测方法流程图；
图2是电机故障诊断方法流程图；
图3是防夹算法流程图；
图4是系统参数标定流程图。
具体实施方式
按键检测算法流程如图1所示，包括步骤：
步骤1.进行参数初始化，设定车窗上升按钮计数器、车窗下降按钮计数器、设定车窗上升按钮防误触标志值、车窗下降按钮防误触标志值、车窗上升按钮超时动作值、车窗下降按钮超时动作值、设定自动升降触发值、车窗自动上升切换停止标志值，车窗自动下降切换停止标志值。
步骤2.以上升过程为例，升降按键或远程升降指令触发后计数器计数值累加，如果车窗上升按钮计数器计数值<设定车窗上升按钮防误触标志值认为发生误触动作不执行动作，否则执行步骤3。
步骤3.如果车窗上升按钮计数器计数值>车窗上升按钮超时动作值时计数仍未停止则认为存在触点粘连或线束短接等其他故障同样不执行动作，否则执行步骤4。
步骤4.如果车窗上升按钮计数器计数值>自动升触发值且车窗上升按钮计数器计数值<车窗自动上升切换停止标志值则进入自动升降模式。
电机故障检测算法如图2所示，包括步骤：
步骤1.进行参数初始化。设定车窗上升电机开路标志值、车窗下降电机开路标志值、车窗上升电机欠载标志值、车窗下降电机欠载标志值、车窗上升电机过载标志值、车窗下降电机过载标志值、车窗上升电机短路标志值、车窗下降电机短路标志值、设定车窗上升电机开路故障发生次数、车窗下降电机开路故障发生次数、车窗上升电机欠载故障发生次数、车窗下降电机欠载故障发生次数、车窗上升电机过载故障发生次数、车窗下降电机过载故障发生次数、车窗上升电机短路故障发生次数、车窗下降电机短路故障发生次数、车窗上升电机反馈电流采样值、车窗下降电机反馈电流采样值。
步骤2.判断电机开路故障，以上升过程为例，设定N1限定电机开路触发次数，触发上升电机动作后，如果车窗上升电机反馈电流采样值<车窗上升电机开路标志值则执行设定的控制策略，断开负载且开路故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常则开路故障状态次数减1，若开路故障发生次数达到N1次则认为电机出现开路故障。
步骤3.设定N2限定电机欠载触发次数，触发上升电机动作后，如果电车窗上升电机反馈电流采样值<车窗上升电机欠载标志值则执行设定的控制策略，断开负载且对应欠载故障发生次数累加，电机重新动作，若此次电机正常则欠载故障发生次数减1，若欠载故障发生次数为N2次则认为电机出现欠载故障。
步骤4.设定N3限定电机过载触发次数，触发上升电机动作后，如果电车窗上升电机反馈电流采样值>车窗上升电机过载标志值执行设定的控制策略，断开负载且过载故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常则过载故障状态次数减1，若过载故障发生次数达到N3次则认为电机出现过载故障。
步骤5.触发上升电机动作后，若电车窗上升电机反馈电流采样值>车窗上升电机短路标志值，则认为出现短路情况，立即执行切断电路动作避免电机损坏或硬件烧毁。
防夹算法路程图如图3所示，包括步骤：
步骤1.进行参数初始化，设定车窗上升电机动作计数器、车窗下降电机动作计数器、车窗上升到位标志、车窗上升到位值队列，长度为m1、车窗上升到位值异常值队列，长度为m1、车窗上升到位平均值、车窗上升到位之前记录值、车窗上升下降耗时对比值、车窗下降电机触发动作时间，防夹识别区域标志值。
步骤2.车窗上升电机动作计数器累加直到电机停止动作，记录车窗上升电机电流反馈值。
步骤3.若车窗上升电机动作计数器计数值<车窗上升到位值队列平均值且车窗上升电机动作计数器计数值<车窗进入防夹识别区域标志值且车窗上升电机电流反馈值>车窗上升电机过载标志值则触发防夹机制，上升电机停止工作，下降电机开始工作，时长为设定的车窗下降电机触发动作时间。
若车窗在动作过程中没有遇到障碍物，则进行参数标定，如图4所示，包括步骤：
步骤1.车窗上升电机动作计数器计数值加1直至上升电机停止动作或车窗上升电机电流反馈值>车窗上升电机过载标志值。
步骤2.车窗下降电机动作计数器计数值加1直至下降电机停止动作或
车窗下降电机电流反馈值>车窗下降电机过载标志值。
步骤3.若(车窗下降电机动作计数器计数值-车窗上升电机动作计数器计数值)>车窗上升下降耗时对比值则进行步骤4，否则流程终止。
步骤4.车窗上升到位值队列平均值与车窗上升到位之前记录值进行对比，若符合制定的标准则执行步骤5，否则执行步骤8。
步骤5.车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零。
步骤6.若车窗上升到位值队列已满则清除车窗上升到位值队列头部元素，清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部，否则清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部。
步骤7.计算车窗上升到位值队列平均值作为防夹识别区域标志值。
步骤8.车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值异常值队列尾部并将车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零。
步骤9.若连续m1次将元素写入车窗上升到位值异常值队列尾部，则将车窗上升到位值异常值队列平均值作为防夹识别区域标志值。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种车窗控制方法，其特征在于，车窗控制方法包括用于检测按键操作的按键操作检测方法、用于电机检测的电机故障检测方法和用于车窗防夹的车窗防夹算法，按键操作检测方法中使用的参考值为程序中设定的计数器的计数值，电机故障检测方法中使用的参考值包括程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值，车窗防夹算法中使用的参考值包括程序中设定的计数器的计数值和电机反馈电流采样值；
按键操作检测方法包括步骤：
步骤1.根据实际设备要求设定车窗按钮计数器、车窗按钮防误触标志值、车窗按钮超时动作值、车窗自动模式切换开始标志值、车窗自动模式切换停止标志值；
步骤2.收到指令后，车窗按钮计数器累加，如果车窗按钮计数器的计数值<车窗按钮防误触标志值则认为发生误触动作不执行动作，如果车窗按钮计数器计数值>车窗按钮超时动作值则认为按键超时不执行动作，否则执行步骤3；
步骤3.当车窗按钮计数器计数值>车窗自动模式切换开始标志值且车窗按钮计数器计数值<车窗自动模式切换停止标志值则进入自动模式；
诊断的电机故障包括：开路、欠载、过载、短路，
其中开路故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机开路标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机开路故障发生次数、设定N1限定电机开路故障次数；
步骤2如果车窗电机反馈电流采样值<车窗电机开路标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机开路故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机开路故障状态次数大于0，则车窗电机开路故障状态次数减1，若车窗电机开路故障发生次数达到N1次则认为电机出现开路故障；
欠载故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机欠载标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机欠载故障发生次数、设定N2限定电机欠载次数；
步骤2.如果车窗电机反馈电流采样值<车窗电机欠载标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机欠载故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机欠载故障状态次数大于0，则车窗电机欠载故障状态次数减1，若车窗电机欠载故障发生次数达到N2次则认为电机出现欠载故障；
过载故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机过载标志值、车窗电机反馈电流采样值、设定车窗电机过载故障发生次数、设定N3限定电机过载次数；
步骤2.如果车窗电机反馈电流采样值>车窗电机过载标志值则执行设定的控制策略，断开负载、电机停止动作且车窗电机过载故障发生次数加1，电机重新动作，若此次电机正常且车窗电机过载故障状态次数大于0，则车窗电机过载故障状态次数减1，若车窗电机过载故障发生次数达到N3次则认为电机出现过载故障；
短路故障诊断方法为：
步骤1.设定车窗电机短路触发时间值、电机动作时间、车窗电机短路标志值、车窗电机反馈电流采样值；
步骤2.若车窗电机反馈电流采样值>车窗电机短路标志值，则认为出现短路故障，电机停止动作；
车窗防夹算法包括步骤：
步骤1.进行参数初始化，设定车窗上升电机动作计数器、车窗下降电机动作计数器、车窗上升到位标志、车窗上升到位值队列，长度为m1、车窗上升到位值异常值队列，长度为m1、车窗上升到位平均值、车窗上升到位之前记录值、车窗上升下降耗时对比值、车窗下降电机触发动作时间，防夹识别区域标志值；
步骤2.车窗上升电机动作计数器累加直到电机停止动作，记录车窗上升电机反馈电流采样值；
步骤3.若车窗上升电机动作计数器计数值<车窗上升到位值队列平均值，且车窗上升电机动作计数器计数值<车窗进入防夹识别区域标志值，且车窗上升电机反馈电流采样值>车窗上升电机过载标志值则触发防夹机制，则上升电机停止工作，下降电机开始工作，时长为设定的车窗下降电机触发动作时间，否则执行步骤4；
步骤4.参数标定。
2.如权利要求1所述一种车窗控制方法，其特征在于，按键操作检测方法同时适用于车窗上升和下降过程。
3.如权利要求1所述一种车窗控制方法，其特征在于，所述电机故障诊断方法同时适用于电机上升过程中的故障诊断和电机下降过程中的故障诊断。
4.如权利要求1所述一种车窗控制方法，其特征在于，参数标定步骤为：
步骤1.车窗上升电机动作计数器计数值加1直至上升电机停止动作或车窗上升电机电流反馈值>车窗上升电机过载标志值；
步骤2.车窗下降电机动作计数器计数值加1直至下降电机停止动作或车窗下降电机反馈电流采样值>车窗下降电机过载标志值；
步骤3.若(车窗下降电机动作计数器计数值-车窗上升电机动作计数器计数值)>车窗上升下降耗时对比值则进行步骤4，否则流程终止；
步骤4.车窗上升到位值队列平均值与车窗上升到位之前记录值进行对比，若符合制定的标准则执行步骤5，否则执行步骤8；
步骤5.车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零；
步骤6.若车窗上升到位值队列已满则清除车窗上升到位值队列头部元素，清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部，否则清除车窗上升到位值异常值队列头部元素，将车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值队列尾部；
步骤7.计算车窗上升到位值队列平均值作为防夹识别区域标志值；
步骤8.车窗上升电机动作计数器计数值写入车窗上升到位值异常值队列尾部并将车窗上升电机动作计数器和车窗下降电机动作计数器清零；
步骤9.若连续m1次将元素写入车窗上升到位值异常值队列尾部，则将车窗上升到位值异常值队列平均值作为防夹识别区域标志值。
5.一种利用权利要求1-4中任一项车窗控制方法进行车窗控制的车窗控制装置，其特征在于，包括使用电机故障检测方法的电机故障检测单元、使用按键操作检测方法的按键操作检测单元和使用车窗防夹算法的车窗防夹单元，车窗控制装置根据车窗控制方法的判定结果发出车窗电机控制指令。
6.如权利要求5所述的车窗控制方法进行车窗控制的车窗控制装置，其特征在于，所述车窗控制装置通过线缆与车窗按键和车窗电机相连，通过智能线束与中央控制器相连。
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