CN109594878A - 一种电动外摆门的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动外摆门的控制装置，包括输入模块、霍尔模块、PID控制模块、模数转换模块、电机驱动模块和逻辑判断模块。本发明通过PID控制模块对电机的输入电流和速度进行双闭环控制，能够使电动外摆门运动平稳，不易产生抖动和撞击现象；本发明能够广泛用于各种车辆上，各种门开度均能控制。

Description

一种电动外摆门的控制装置
技术领域
本发明涉及电动外摆门，特别是涉及一种电动外摆门的控制装置。
背景技术
电动外摆门是车辆上常用的一种外摆门，它相对于气动外摆门有很多优势。然而，现有技术中的电动外摆门的运动不够平稳，容易产生抖动和撞击现象。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种电动外摆门的控制装置，能够使电动外摆门运动平稳，不易产生抖动和撞击现象。
技术方案：本发明所述的电动外摆门的控制装置，包括：
输入模块：用于输入外界控制指令；
霍尔模块：包括霍尔单元和霍尔传感器；霍尔单元用于接收霍尔传感器的霍尔电压信号，并根据霍尔电压信号计算出电机的转向和速度，以及将霍尔电压信号、电机的转向和速度发送给电机驱动模块；
PID控制模块：PID控制模块用于接收电机驱动模块发来的电机的输入电流和速度，并对电机的输入电流和速度进行双闭环控制，将控制结果发送给电机驱动模块；
模数转换模块：用于实时采集电机的输入电流并发送给电机驱动模块；
电机驱动模块：用于将霍尔模块和模数转换模块发送来的信号发送给逻辑判断模块，并接收逻辑判断模块的指令，根据指令控制电机的驱动电路；还用于将电机的输入电流和速度发送给PID控制模块，以及接收PID控制模块的控制结果并根据控制结果控制电机的驱动电路；
逻辑判断模块：用于判断电机的状态，并发出控制电机的指令给电机驱动模块。
进一步，所述控制装置还包括输出模块；输出模块用于输出当前电动外摆门的状态。
进一步，所述控制装置还包括通信模块；通讯模块用于实现电动外摆门与外界的通信。
进一步，所述外界控制指令包括开门信号；逻辑判断模块还用于对开门过程进行控制，对开门过程的控制包括以下步骤：
S11：判断开门信号是否有效：如果是，就进行步骤S12；否则，则进行步骤S18；
S12：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S17；否则，则进行步骤S13；
S13：控制电机进行开门运行；
S14：判断门的位置是否满足要求：如果是，就进行步骤S15；否则，则返回步骤S12；
S15：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S16；否则，则返回步骤S12；
S16：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S17；否则，则返回步骤S12；
S17：控制电机停止运行；
S18：结束。
可见，对开门过程的控制加入了防挤压流程，通过判断门的位置、电机的输入电流和速度来控制电机，实现障碍物检测和防挤压。这样能够提高电动外摆门的安全性。
进一步，所述步骤S14中，“门的位置满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之外，“门的位置不满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之内。这样如果门已经处于开到位附近预设的范围之内了，说明门已经差不多快开到位了，就不用继续判断电流和速度，也即不用启动防挤压流程了。只有当门处于开到位附近预设的范围之外，说明门离开到位还比较远，此时才会启动防挤压流程。这样使得对开门过程的控制更加简单、高效。
进一步，所述外界控制指令包括关门信号；逻辑判断模块还用于对关门过程进行控制，对关门过程的控制包括以下步骤：
S21：判断关门信号是否有效：如果是，就进行步骤S22；否则，则进行步骤S210；
S22：判断门是否锁到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S23；
S23：控制电机进行关门运行；
S24：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S25；
S25：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S26；否则，则返回步骤S24；
S26：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S27；否则，则返回步骤S24；
S27：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S28；
S28：控制电机进行开门运行，然后返回步骤S27；
S29：控制电机停止运行；
S210：结束。
可见，对关门过程的控制加入了防挤压流程，通过判断关到位开关、电机的输入电流和速度、门是否开到位等一系列操作来控制电机，实现障碍物检测和防挤压。这样能够提高电动外摆门的安全性。
进一步，所述对关门过程的控制还包括设于步骤S24与步骤S25之间的步骤S245：根据霍尔模块发来的信号调整电流限值和速度限值；所述步骤S24为：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S245。
进一步，所述逻辑判断模块还用于在门的开、关过程中根据门位置的不同调整电机的速度：开门过程中，在门距离开到位在一个特定范围内时，控制降低电机的速度；关门过程中，在门距离关到位在另一个特定范围内时，控制降低电机的速度。这样能够使得开、关门过程更加平稳，减少门与其他物体例如车体的冲击。
有益效果：本发明公开了一种电动外摆门的控制装置，通过PID控制模块对电机的输入电流和速度进行双闭环控制，能够使电动外摆门运动平稳，不易产生抖动和撞击现象；本发明能够广泛用于各种车辆上，各种门开度均能控制。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中控制装置的框图；
图2为本发明具体实施方式中初始化的流程图；
图3为本发明具体实施方式中对开门过程的控制流程图；
图4为本发明具体实施方式中对关门过程的控制流程图。
具体实施方式
本具体实施方式公开了一种电动外摆门的控制装置，如图1所示，包括：
输入模块：用于输入外界控制指令；
霍尔模块：包括霍尔单元和霍尔传感器；霍尔单元用于接收霍尔传感器的霍尔电压信号，并根据霍尔电压信号计算出电机的转向和速度，以及将霍尔电压信号、电机的转向和速度发送给电机驱动模块；
PID控制模块：PID控制模块用于接收电机驱动模块发来的电机的输入电流和速度，并对电机的输入电流和速度进行双闭环控制，将控制结果发送给电机驱动模块；
模数转换模块：用于实时采集电机的输入电流并发送给电机驱动模块；
电机驱动模块：用于将霍尔模块和模数转换模块发送来的信号发送给逻辑判断模块，并接收逻辑判断模块的指令，根据指令控制电机的驱动电路；还用于将电机的输入电流和速度发送给PID控制模块，以及接收PID控制模块的控制结果并根据控制结果控制电机的驱动电路；
逻辑判断模块：用于判断电机的状态，并发出控制电机的指令给电机驱动模块。
如图1所示，控制装置还可以包括输出模块；输出模块用于输出当前电动外摆门的状态。
如图1所示，控制装置还可以包括通信模块；通讯模块用于实现电动外摆门与外界的通信，具有MODBUS总线通信功能。
此外，控制装置还可以包括显示模块，图1未示出；显示模块用于接收逻辑判断模块的指令，并根据指令控制LED灯显示当前门的状态；逻辑判断模块还用于发送指令给显示模块。
逻辑判断模块中有位置变量，门开到位时位置变量最大，门锁到位时位置变量最小。通过电机的输入电流、位置变量和锁到位开关判断门是否锁到位，通过位置变量和关到位开关判断门是否关到位，通过电机的输入电流和位置变量判断门是否开到位。
逻辑判断模块还可以用于在门的开、关过程中根据门位置的不同调整电机的速度：开门过程中，在门距离开到位在一个特定范围内时，控制降低电机的速度；关门过程中，在门距离关到位在另一个特定范围内时，控制降低电机的速度。
初始化流程如图2所示，包括以下步骤：
S31：判断门是否锁到位：如果是，就输出相应灯指示，然后结束；否则，则进行步骤S32；
S32：控制电机进行关门运行；
S33：输出相应灯指示；
S34：返回步骤S31。
外界控制指令包括开门信号；逻辑判断模块还用于对开门过程进行控制，如图3所示，对开门过程的控制包括以下步骤：
S11：判断开门信号是否有效：如果是，就进行步骤S12；否则，则进行步骤S18；
S12：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S17；否则，则进行步骤S13；
S13：控制电机进行开门运行；
S14：判断门的位置是否满足要求：如果是，就进行步骤S15；否则，则返回步骤S12；
S15：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S16；否则，则返回步骤S12；
S16：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S17；否则，则返回步骤S12；
S17：控制电机停止运行；
S18：结束。
步骤S14中，“门的位置满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之外，“门的位置不满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之内。
外界控制指令还可以包括关门信号；逻辑判断模块还用于对关门过程进行控制，如图4所示，对关门过程的控制包括以下步骤：
S21：判断关门信号是否有效：如果是，就进行步骤S22；否则，则进行步骤S210；
S22：判断门是否锁到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S23；
S23：控制电机进行关门运行；
S24：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S25；
S25：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S26；否则，则返回步骤S24；
S26：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S27；否则，则返回步骤S24；
S27：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S28；
S28：控制电机进行开门运行，然后返回步骤S27；
S29：控制电机停止运行；
S210：结束。
对关门过程的控制还可以包括设于步骤S24与步骤S25之间的步骤S245：根据霍尔模块发来的信号调整电流限值和速度限值；所述步骤S24为：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S245。
电机、电机的驱动电路、关到位开关和锁到位开关是所有电动外摆门上都有的，本具体实施方式的控制装置能够适用于任何一种电机、电机的驱动电路、关到位开关和锁到位开关，故本具体实施方式没有对它们的结构进行介绍。

Claims (8)

1.一种电动外摆门的控制装置，其特征在于：包括：
输入模块：用于输入外界控制指令；
霍尔模块：包括霍尔单元和霍尔传感器；霍尔单元用于接收霍尔传感器的霍尔电压信号，并根据霍尔电压信号计算出电机的转向和速度，以及将霍尔电压信号、电机的转向和速度发送给电机驱动模块；
PID控制模块：PID控制模块用于接收电机驱动模块发来的电机的输入电流和速度，并对电机的输入电流和速度进行双闭环控制，将控制结果发送给电机驱动模块；
模数转换模块：用于实时采集电机的输入电流并发送给电机驱动模块；
电机驱动模块：用于将霍尔模块和模数转换模块发送来的信号发送给逻辑判断模块，并接收逻辑判断模块的指令，根据指令控制电机的驱动电路；还用于将电机的输入电流和速度发送给PID控制模块，以及接收PID控制模块的控制结果并根据控制结果控制电机的驱动电路；
逻辑判断模块：用于判断电机的状态，并发出控制电机的指令给电机驱动模块。
2.根据权利要求1所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括输出模块；输出模块用于输出当前电动外摆门的状态。
3.根据权利要求1所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括通信模块；通讯模块用于实现电动外摆门与外界的通信。
4.根据权利要求1所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述外界控制指令包括开门信号；逻辑判断模块还用于对开门过程进行控制，对开门过程的控制包括以下步骤：
S11：判断开门信号是否有效：如果是，就进行步骤S12；否则，则进行步骤S18；
S12：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S17；否则，则进行步骤S13；
S13：控制电机进行开门运行；
S14：判断门的位置是否满足要求：如果是，就进行步骤S15；否则，则返回步骤S12；
S15：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S16；否则，则返回步骤S12；
S16：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S17；否则，则返回步骤S12；
S17：控制电机停止运行；
S18：结束。
5.根据权利要求4所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述步骤S14中，“门的位置满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之外，“门的位置不满足要求”是指门处于开到位附近预设的范围之内。
6.根据权利要求1所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述外界控制指令包括关门信号；逻辑判断模块还用于对关门过程进行控制，对关门过程的控制包括以下步骤：
S21：判断关门信号是否有效：如果是，就进行步骤S22；否则，则进行步骤S210；
S22：判断门是否锁到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S23；
S23：控制电机进行关门运行；
S24：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S25；
S25：判断电机的输入电流是否超过电流限值：如果是，就进行步骤S26；否则，则返回步骤S24；
S26：判断电机的速度是否低于速度限值：如果是，就进行步骤S27；否则，则返回步骤S24；
S27：判断门是否开到位：如果是，就进行步骤S29；否则，则进行步骤S28；
S28：控制电机进行开门运行，然后返回步骤S27；
S29：控制电机停止运行；
S210：结束。
7.根据权利要求6所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述对关门过程的控制还包括设于步骤S24与步骤S25之间的步骤S245：根据霍尔模块发来的信号调整电流限值和速度限值；所述步骤S24为：判断关到位开关是否触发：如果是，就返回步骤S22；否则，则进行步骤S245。
8.根据权利要求1所述的电动外摆门的控制装置，其特征在于：所述逻辑判断模块还用于在门的开、关过程中根据门位置的不同调整电机的速度：开门过程中，在门距离开到位在一个特定范围内时，控制降低电机的速度；关门过程中，在门距离关到位在另一个特定范围内时，控制降低电机的速度。
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