CN109209103B - 用于车辆电动部件的防夹控制方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆电动部件的防夹控制方法，所述车辆电动部件由电机驱动，所述电机的驱动操作由控制器控制，该方法包括如下步骤：在电机驱动车辆电动部件执行防夹反转动作期间，检测所述控制器的供电电压；判断所述控制器的供电电压是否下降至低于第一阈值；如果所述控制器的供电电压低于所述第一阈值，则使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并存储车辆电动部件当前的运动相关信息；以及判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到大于所述第一阈值的第二阈值，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作。本发明还涉及一种具备防夹功能的车辆电动部件控制器。

Description

用于车辆电动部件的防夹控制方法和控制器
技术领域
本发明涉及车辆电动部件的防夹控制领域，更具体而言，本发明涉及用于车辆电动部件的防夹控制方法和具有防夹功能的控制器。
背景技术
随着车辆技术的自动化、智能化发展，越来越多汽车制造厂商选择在车辆上使用电动部件，例如自动升降门窗、自动开合天窗，自动关闭车辆后盖。然而这些电动部件的使用隐藏着潜在的危险，电动门窗夹伤乘客的事件时有发生。为了避免乘客受到伤害，针对车辆电动部件配置了一系列的防夹反转功能和防夹反转系统，国际上也出台了相应的安全规范。
例如，在现有的天窗防夹控制方法中，当天窗在关闭过程中遇到障碍物(如乘客的手指、头部等)时可以自动后退到预期位置，从而避免发生夹伤事故。具体地，检测电动部件在运行时相邻位置的阻力差值是否大于或等于设定的防夹力阈值，当阻力差值小于设定的防夹力阈值时，则天窗控制器判断为不防夹，控制电机继续运转到指定位置；当阻力差值大于或等于设定的防夹力阈值时，则天窗控制器判断为防夹，控制电机反转到指定位置。
然而。在天窗的防夹反转过程中，如果遇到引擎启动电压突然跌落的话，则有可能会造成天窗控制器ECU由于其供电电压下降而发生复位。对此，一种应对策略是，在防夹反转过程中如果电压突然跌落，则主动提前停止天窗的反转动作，但是这种做法有可能出现ECU最终没有复位但是天窗由于提前结束了反转动作而没有达到法规规定的目标反转距离的情况；另一种应对策略是，在防夹反转过程中即使电压突然跌落也继续驱动电机执行反转动作直到ECU复位，这种做法的缺点是如果ECU在防夹反转过程中复位会丢失行程位置信息，从而失去一键自动动作功能和防夹功能，只保留手动动作，例如当按下按键的时候使电机执行开窗、关窗动作，放开按键的时候停止电机驱动动作。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的上述问题，提供了一种用于车辆电动部件的防夹控制方法和控制器。具体地，在电机驱动电动部件执行防夹反转动作期间，该方法通过监测电动部件的控制器(例如电子控制单元ECU)的供电电压变化，并在控制器发生复位前在电压下降至预定值时停止电机反转动作，同时记录电动部件当前的运动状态。随后如果ECU在低电压时没有复位并且电压恢复到另一预定值，则ECU再次控制电机继续运转至目标位置。从而，根据本发明的防夹控制方法和控制器能够克服现有技术中在防夹反转过程期间电压跌落造成的电动部件的行程位置丢失的问题，同时在ECU没有复位的前提下能够满足电动部件对反转距离的要求。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆电动部件的防夹控制方法，所述车辆电动部件由电机驱动，所述电机的驱动操作由控制器控制，该方法包括如下步骤：在电机驱动车辆电动部件执行防夹反转动作期间，检测所述控制器的供电电压；判断所述控制器的供电电压是否下降至低于第一阈值；如果所述控制器的供电电压低于所述第一阈值，则使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并存储车辆电动部件当前的运动相关信息；以及判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到第二阈值，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
可选地，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且所述供电电压恢复到所述第二阈值，则基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
可选地，该方法还包括：记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间，并且在所记录的持续时间大于预定时长的情况下，基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
可选地，所述车辆电动部件为车辆天窗、车窗、车辆滑门或车辆后盖。
可选地，所述车辆电动部件包括车辆天窗、车窗、车辆滑门以及车辆后盖。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆电动部件的控制器，所述车辆电动部件由电机驱动，所述控制器控制所述电机的驱动操作，该控制器包括：电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述控制器的供电电压；微控制单元，所述微控制单元用于判断由所述电压检测模块检测的供电电压是否低于预定值，并基于判断结果输出相应的控制指令；以及存储模块，所述存储模块用于根据来自所述控制器的控制指令存储车辆电动部件的运动相关信息，其中，如果由所述电压检测模块检测的电压低于第一阈值，则所述微控制单元使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并向所述存储模块发送控制指令以存储车辆电动部件当前的运动相关信息，其中，所述微控制单元还用于判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到大于所述第一阈值的第二阈值，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作。
可选地，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且所述供电电压恢复到第二阈值，则所述微控制单元基于所述存储模块中存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作，直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
可选地，所述控制器还包括用于记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间的计时模块，并且所述微控制单元还用于判断由计时模块记录的持续时间是否大于预定时长，其中，在所记录的持续时间大于所述预定时长的情况下，所述微控制单元基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
可选地，所述控制器为天窗控制器、车窗控制器、车辆滑门控制器或车辆后盖控制器。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和系统所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。
附图说明
下文将参考附图进一步描述本发明的具体实施例。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本申请的精神和保护范围并无限制作用。在所述附图中：
图1示出了根据本发明的用于车辆电动部件的防夹控制方法的流程图；
图2示出了根据本发明的用于车辆电动部件的具有防夹功能的控制器的结构示意图；
图3示出了在执行防夹反转动作期间天窗控制器的供电电压的变化示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并通过实施例来描述根据本发明的用于车辆电动部件的防夹控制方法和控制器。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
图1示出了根据本发明的用于车辆电动部件的防夹控制方法的各个步骤，其中，车辆电动部件由电机驱动，电机的驱动操作由控制器(例如电子控制单元ECU)进行控制。首先，在电机驱动车辆电动部件执行防夹反转动作期间，检测供给至电动部件的控制器的供电电压(步骤S101)，本文中所述的车辆电动部件优选指车辆天窗，但是也不排除其它任何在车辆中使用的电动部件，例如车窗、车辆滑门、车辆后盖等。
然后，在步骤S102中判断控制器的供电电压是否下降至低于第一阈值(该第一阈值即为停止电机反转动作的阈值电压)。如果控制器的供电电压低于停止电机反转动作的阈值电压，则在步骤S103中使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作，并且存储车辆电动部件当前的运动相关信息，例如车辆电动部件当前的位置信息、运动速度和运动方向等。
在停止电机反转动作后，进一步判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到第二阈值，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作。例如，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后发生未复位并且所述供电电压恢复到第二阈值，则基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。其中，所述第二阈值为使电机重新开始反转动作的阈值电压，本领域技术人员可以理解的是，考虑到电机再次启动时带来的压降，该第二阈值高于停止电机反转动作时的第一阈值。
具体地，在步骤S104中判断电动部件的控制器在其供电电压下降至低于第一阈值后是否发生复位。如果控制器未发生复位，则在步骤S105中进一步判断控制器的供电电压是否恢复至第二阈值。如果控制器的供电电压恢复至第二阈值，则在步骤S106中基于之前所存储的车辆电动部件的运动相关信息(即，电动部件停止反转动作时所对应的运动状态)控制电机继续执行防夹反转动作，直至到达车辆电动部件的目标反转位置。优选地，步骤S105还包括记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间，其中，在所记录的持续时间大于预定时长的情况下，基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。此外，如果在步骤S104中判断电动部件的控制器发生复位，则在步骤S107中无需再次驱动电机至目标反转位置。
值得注意的是，步骤S104和S105的执行次序并不限于所列举出的次序，所述步骤也可按照相反的次序或同时执行，其旨在在控制器的供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且电电压恢复到第二阈值的情况下，重新启动电机的反转动作。
图2示出了根据本发明的具有防夹功能的车辆电动部件控制器的结构示意图。如图2中所示，所述车辆电动部件由电机驱动，所述控制器控制所述电机的驱动操作，该控制器包括电压检测模块、微控制单元MCU和存储模块，所述电压检测模块用于在电机驱动车辆电动部件执行防夹反转动作期间检测供给至电动部件的控制器的供电电压；所述微控制单元用于判断由所述电压检测模块检测的供电电压是否低于预定值，并基于判断结果输出相应的控制指令；所述存储模块用于根据来自控制器的控制指令存储车辆电动部件的运动相关信息，该运动相关信息包括车辆电动部件的实时位置信息、运动速度和运动方向等。
其中，如果由电压检测模块检测的供电电压低于第一阈值(该第一阈值即为停止电机反转动作的阈值电压)，则MCU使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并向存储模块发送控制指令以存储车辆电动部件当前的运动相关信息。
进一步地，所述微控制单元还用于判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到第二阈值、优选是否恢复到第二阈值达预定的时长，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作。例如，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且所述供电电压恢复到第二阈值优选达预定时长，则所述微控制单元基于所述存储模块中存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作，直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
根据一优选示例，所述控制器还可包括用于记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间的计时模块，并且所述微控制单元还用于判断由计时模块记录的持续时间是否大于预定时长，其中，在所记录的持续时间大于所述预定时长的情况下，所述微控制单元基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
可以理解的是，考虑到电机再次启动时带来的压降，所述第二阈值通常设定为大于停止电机反转动作的第一阈值。此外，在该实施例中，车辆电动部件优选为车辆天窗、车窗、车辆滑门或车辆后盖，并且对应的控制器分别为天窗控制器、车窗控制器、车辆滑门控制器或车辆后盖控制器。
图3示出了在执行防夹反转动作期间天窗控制器的供电电压的变化示意图。如图3中所示，在正常状态下，天窗控制器的供电电压保持在Ub下，当在t1时刻引擎启动电压突然跌落从而引起天窗控制器的供电电压下降，并且当在t2时刻供电电压下降至低于阈值Uc时，则天窗控制器使电机停止车辆天窗的防夹反转动作，并且存储天窗当前的运动相关信息，例如位置信息、运动速度和运动方向等。
随后，如果电压继续下降至最低值Us，随后触底回弹并在t3时刻上升至阈值Ua，并且天窗控制器在其供电电压下降至低于阈值Uc后、优选在t1-t3这段时间区间内未发生复位，则天窗控制器基于之前所存储的天窗的运动相关信息(天窗停止反转时的运动状态)控制电机继续执行防夹反转动作，直至到达天窗的目标反转位置。其中，考虑到电机再次启动时带来的压降，阈值Ua通常设定为大于停止电机反转动作的阈值Uc。
本文所述的车辆电动部件的防夹控制方法和具有防夹功能的控制器解决了现有技术中在防夹反转过程期间电压跌落造成的电动部件的行程位置丢失的问题，并且在ECU没有复位的前提下能够满足电动部件对反转距离的要求。
本领域技术人员应当理解，除电机和被电机驱动的天窗以外，天窗系统中的许多其他部件——例如微控制单元MCU、霍尔传感器、通信模块——都可归属于天窗控制器的范畴。参考图1所示的防夹控制方法的流程算法被烧录在MCU中。天窗控制器的核心实质是一个集成上述各部件还有其他部件、并与电机有接口的PCB板。
本领域技术人员应当理解，“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的模块和步骤以外，本申请的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它模块和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”之类的用语并不表示数值在大小等方面的顺序而仅仅是作区分各数值之用。
此外，实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种用于车辆电动部件的防夹控制方法，所述车辆电动部件由电机驱动，所述电机的驱动操作由控制器控制，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在电机驱动车辆电动部件执行防夹反转动作期间，检测所述控制器的供电电压；
判断所述控制器的供电电压是否下降至低于第一阈值；第一阈值为停止电机反转动作的阈值电压；
如果所述控制器的供电电压低于所述第一阈值，则使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并存储车辆电动部件当前的运动相关信息；以及
判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到第二阈值，第二阈值为使电机重新开始反转动作的阈值电压，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且所述供电电压恢复到所述第二阈值，则基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间，并且在所记录的持续时间大于预定时长的情况下，基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述运动相关信息包括车辆电动部件的位置信息、运动速度和运动方向。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆电动部件为车辆天窗、车窗、车辆滑门或车辆后盖。
6.一种用于车辆电动部件的控制器，所述车辆电动部件由电机驱动，所述控制器控制所述电机的驱动操作，其特征在于，该控制器包括：
电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述控制器的供电电压；
微控制单元，所述微控制单元用于判断由所述电压检测模块检测的供电电压是否低于预定值，并基于判断结果输出相应的控制指令；以及
存储模块，所述存储模块用于根据来自所述控制器的控制指令存储车辆电动部件的运动相关信息，
其中，如果由所述电压检测模块检测的电压低于第一阈值，则所述微控制单元使电机停止车辆电动部件的防夹反转动作并向所述存储模块发送控制指令以存储车辆电动部件当前的运动相关信息，第一阈值为停止电机反转动作的阈值电压，
其中，所述微控制单元还用于判断所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后是否发生复位以及所述供电电压是否恢复到第二阈值，第二阈值为使电机重新开始反转动作的阈值电压，并根据判断结果确定是否控制电机继续执行防夹反转动作。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，如果所述控制器在其供电电压下降至低于所述第一阈值后未发生复位并且所述供电电压恢复到大于所述第一阈值的第二阈值，则所述微控制单元基于所述存储模块中存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作，直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括用于记录控制器的供电电压恢复到所述第二阈值的持续时间的计时模块，并且所述微控制单元还用于判断由计时模块记录的持续时间是否大于预定时长，
其中，在所记录的持续时间大于所述预定时长的情况下，所述微控制单元基于所存储的车辆电动部件的运动相关信息控制电机继续执行防夹反转动作直至到达车辆电动部件的目标反转位置。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器为天窗控制器、车窗控制器、车辆滑门控制器或车辆后盖控制器。
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