CN109713643B - 电动尾门控制系统及其保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动尾门控制系统及其保护方法，用于控制电动尾门，所述电动尾门由撑杆开启和闭合，一电机驱动所述撑杆，霍尔传感器对电机的转动进行检测，所述电动尾门控制系统包括撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块，其中：所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源；所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到地；所述撑杆控制模块检测所述电机是否开路；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到电源；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到地；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否开路。本发明实现了电动尾门控制系统对执行机构的状态进行实时的监控和诊断。

Description

电动尾门控制系统及其保护方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种电动尾门控制系统及其保护方法。
背景技术
电动尾门系统用于实现电动尾门的电动上锁、解锁、打开、关闭、拉紧、释放等操作，该系统核心由以下部分组成：电动尾门控制系统(Tailgate Controller，TGC)，用于实现整套系统的控制，电撑杆(Power Spindle)和气撑杆(Spindle)，电动尾门系统可以具备两根电撑杆或者一根电撑杆及一根气撑杆，其中电撑杆内有直流电机，可以实现尾门的打开及关闭操作，气撑杆通常作为平衡杆，起到系统支撑的作用。
电动尾门系统为比较复杂的机电系统且涉及人身安全。因此需要合理设计负载诊断及相应的保护逻辑，确保在复杂的应用情况下，系统能够稳定可靠的运行并提供足够的保护策略是非常必要的。
因此，需要设计一种对执行机构的状态进行实时的监控和诊断的电动尾门控制系统，以帮助系统在失效情况下，实现功能安全及相关提示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动尾门控制系统及其保护方法，以实现电动尾门控制系统对执行机构的状态进行实时的监控和诊断。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动尾门控制系统，用于控制电动尾门，所述电动尾门由撑杆开启和闭合，一电机驱动所述撑杆，霍尔传感器对电机的转动进行检测，所述电动尾门控制系统包括撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块，其中：
所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源；
所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到地；
所述撑杆控制模块检测所述电机是否开路；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到电源；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到地；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否开路。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电机一端通过开关连接电源，另一端接地。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，若所述电机在被驱动情况下不转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到地或电机开路。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，若所述电机在未被驱动情况下转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到电源。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述霍尔传感器根据所述电机转动输出脉冲，所述脉冲的数量与电机的转数成正比。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，若所述电机在被驱动的情况下，所述霍尔传感器未输出脉冲，则所述霍尔传感器控制模块检测到所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地或所述霍尔传感器开路。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述霍尔传感器控制模块根据所述脉冲的占空比检测所述电机是否超速。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电动尾门控制系统还包括撑杆保护模块和霍尔传感器保护模块，其中：
所述撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能；
所述霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电动尾门控制系统还包括系统超速保护模块，所述系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述撑杆系统保护功能包括禁止开启电机。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述系统失速保护功能和所述系统超速保护功能均包括停止电机。
可选的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电动尾门控制系统还包括刹车模块，所述电机刹车时，所述刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
本发明还提供一种电动尾门控制系统的保护方法，所述电动尾门控制系统的保护方法包括：
电动尾门由撑杆开启和闭合，电机转动驱动所述撑杆，霍尔传感器检测电机的转动；
当电机未被启动时，撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源、短路到地或开路；
当电机被启动时，霍尔传感器控制模块检测霍尔传感器是否短路到电源、短路到地或开路。
可选的，在所述的电动尾门控制系统的保护方法中，所述电动尾门控制系统的保护方法还包括：
撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能；
霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能；
霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速，系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能。
可选的，在所述的电动尾门控制系统的保护方法中，所述电动尾门控制系统的保护方法还包括：所述电机刹车时，刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
在本发明提供的电动尾门控制系统及其保护方法中，通过撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块对电机和霍尔传感器的检测，可以实现电动尾门控制系统对执行机构的状态进行实时的监控和诊断。
本发明提供一种电动尾门控制系统的智能诊断及机构保护策略，能够基于硬件特性及负载特性，实现对负载的智能诊断并基于诊断结果，执行相应的保护策略，确保系统的可靠性及用户的人身安全。
附图说明
图1是本发明一实施例电动尾门控制系统的保护方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的电动尾门控制系统及其保护方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于提供一种电动尾门控制系统及其保护方法，以实现电动尾门控制系统对执行机构的状态进行实时的监控和诊断。
为实现上述思想，本发明提供了一种电动尾门控制系统及其保护方法，用于控制电动尾门，所述电动尾门由撑杆开启和闭合，一电机驱动所述撑杆，霍尔传感器对电机的转动进行检测，所述电动尾门控制系统包括撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块，其中：所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源；所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到地；所述撑杆控制模块检测所述电机是否开路；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到电源；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到地；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否开路。
<实施例一>
本实施例提供一种电动尾门控制系统，用于控制电动尾门，如图1所示，所述电动尾门由撑杆开启和闭合，一电机驱动所述撑杆，霍尔传感器对电机的转动进行检测，所述电动尾门控制系统包括撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块，其中：所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源；所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到地；所述撑杆控制模块检测所述电机是否开路；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到电源；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到地；所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否开路。
本实施例提供的电动尾门控制系统，具有智能诊断及机构保护策略，能够基于硬件特性及负载特性，实现对负载的智能诊断并基于诊断结果，执行相应的保护策略，确保系统的可靠性及用户的人身安全。
具体的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电机一端通过开关连接电源，另一端接地，若所述电机在被驱动情况下不转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到地或电机开路，若所述电机在未被驱动情况下转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到电源，所述霍尔传感器根据所述电机转动输出脉冲，所述脉冲的数量与电机的转数成正比，若所述电机在被驱动的情况下，所述霍尔传感器未输出脉冲，则所述霍尔传感器控制模块检测到所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地或所述霍尔传感器开路；所述霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速，所述霍尔传感器控制模块根据所述脉冲的占空比检测所述电机是否超速。
进一步的，在所述的电动尾门控制系统中，所述电动尾门控制系统还包括撑杆保护模块和霍尔传感器保护模块，其中：所述撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能；所述霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能；所述电动尾门控制系统还包括系统超速保护模块，所述系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能，所述撑杆系统保护功能包括禁止开启电机，所述系统失速保护功能和所述系统超速保护功能均包括停止电机。
另外，在所述的电动尾门控制系统中，所述电动尾门控制系统还包括刹车模块，所述电机刹车时，所述刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
综上，上述实施例对电动尾门控制系统的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
<实施例二>
本实施例还提供一种电动尾门控制系统的保护方法，所述电动尾门控制系统的保护方法包括：电动尾门由撑杆开启和闭合，电机转动驱动所述撑杆，霍尔传感器检测电机的转动；如图1所示，当电动尾门控制系统开始运行时，首先判断电机是否被启动，当电机未被启动时，撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源、短路到地或开路；当电机被启动时，霍尔传感器控制模块检测霍尔传感器是否短路到电源、短路到地或开路。
进一步的，在所述的电动尾门控制系统的保护方法中，所述电动尾门控制系统的保护方法还包括：撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能并结束，若没有上述故障情况，则返回到程序开始处循环运行；霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能并结束，若没有上述故障情况，则进行下一步判断，判断电机是否超速，霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速，系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能并结束，若电机未超速，则程序返回到程序开始处循环运行。启动撑杆系统保护功能时，电动尾门控制系统禁止开启电机，启动系统失速保护功能或所述系统超速保护功能时，电动尾门控制系统停止电机。
另外，在所述的电动尾门控制系统的保护方法中，所述电动尾门控制系统的保护方法还包括：所述电机刹车时，刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
在本实施例提供的电动尾门控制系统的保护方法中，通过撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块对电机和霍尔传感器的检测，可以实现电动尾门控制系统对执行机构的状态进行实时的监控和诊断。
本发明提供一种电动尾门控制系统的智能诊断及机构保护策略，能够基于硬件特性及负载特性，实现对负载的智能诊断并基于诊断结果，执行相应的保护策略，确保系统的可靠性及用户的人身安全。
撑杆控制模块能够在电机非驱动情况下，识别直流电机的四种状态：正确连接无异常；电机管脚被短路到电源；电机管脚被短路到地；电机管脚处于开路状态，依次执行短路到电源、短路到地、开路检测，不同诊断时刻，能够自动切换诊断电路硬件状态，并确保硬件状态稳定后实现诊断，支持单撑杆或双撑杆的诊断，可同时对电撑杆电机两端的引脚进行诊断，当电机处于电动工作状态时，撑杆控制模块不进行诊断，且即使该电机被人为转动，产生感应电动势或者感应电流，撑杆控制模块能够与上面的四种状态有效区分，不会发生误检测。
霍尔传感器控制模块能够在电机驱动情况下，识别霍尔信号的两种状态：上拉状态和下拉状态(即尾门开启或关闭)，且霍尔传感器控制模块的采样率高于霍尔传感器检测信号的最高频率的2倍，能够检测到霍尔信号丢失的异常，在霍尔信号丢失异常时，可根据反馈电压判断霍尔信号短路到电源、短路到地或开路，支持0-4路霍尔信号的诊断，对系统慢速运行或者堵转工况时的信号特性进行冗余设计，不会发生误诊断。
撑杆保护模块和霍尔传感器保护模块在电动尾门控制系统检测到故障发生时，能够根据故障情况，针对性的进行故障报告和故障处理，警示用户，保护用户人身安全。同时对执行机构进行保护，防止造成进一步的损坏。
刹车模块能够在系统需要时，在两种系统状态中进行切换：非刹车状态，系统功能能够正常运行；刹车状态，负载电机作为发电机运行，能够提供阻力，消耗多余的机械能，客观上提供刹车效果，且刹车模块还具有以下特性，在刹车时，电机回路会由于发电左右产生较高的感生电动势及感生电流，该刹车模块能够保护电机回路器件不受损坏，能够在系统超速情况下实现刹车降速，保护人身及机械系统安全，能够在机构超出极限位置的情况下实现刹车降速，保护机械系统安全。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种电动尾门控制系统，用于控制电动尾门，所述电动尾门由撑杆开启和闭合，一电机驱动所述撑杆，霍尔传感器对电机的转动进行检测，其特征在于，所述电动尾门控制系统包括撑杆控制模块和霍尔传感器控制模块，其中：
所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源；
所述撑杆控制模块检测所述电机是否短路到地；
所述撑杆控制模块检测所述电机是否开路；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到电源；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否短路到地；
所述霍尔传感器控制模块检测所述霍尔传感器是否开路；
所述电动尾门控制系统还包括撑杆保护模块和霍尔传感器保护模块，其中：
所述撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能；
所述霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能。
2.如权利要求1所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述电机一端通过开关连接电源，另一端接地。
3.如权利要求2所述的电动尾门控制系统，其特征在于，若所述电机在被驱动情况下不转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到地或电机开路。
4.如权利要求2所述的电动尾门控制系统，其特征在于，若所述电机在未被驱动情况下转动，则所述撑杆控制模块检测到所述电机短路到电源。
5.如权利要求1所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述霍尔传感器根据所述电机转动输出脉冲，所述脉冲的数量与电机的转数成正比。
6.如权利要求5所述的电动尾门控制系统，其特征在于，若所述电机在被驱动的情况下，所述霍尔传感器未输出脉冲，则所述霍尔传感器控制模块检测到所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地或所述霍尔传感器开路。
7.如权利要求5所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速。
8.如权利要求7所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述霍尔传感器控制模块根据所述脉冲的占空比检测所述电机是否超速。
9.如权利要求1所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述电动尾门控制系统还包括系统超速保护模块，所述系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能。
10.如权利要求1所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述撑杆系统保护功能包括禁止开启电机。
11.如权利要求9所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述系统失速保护功能和所述系统超速保护功能均包括停止电机。
12.如权利要求9所述的电动尾门控制系统，其特征在于，所述电动尾门控制系统还包括刹车模块，所述电机刹车时，所述刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
13.一种电动尾门控制系统的保护方法，其特征在于，所述电动尾门控制系统的保护方法包括：
电动尾门由撑杆开启和闭合，电机转动驱动所述撑杆，霍尔传感器检测电机的转动；
当电机未被启动时，撑杆控制模块检测所述电机是否短路到电源、短路到地或开路；
当电机被启动时，霍尔传感器控制模块检测霍尔传感器是否短路到电源、短路到地或开路；
撑杆保护模块在所述电机短路到电源、所述电机短路到地或所述电机开路的情况下，启动撑杆系统保护功能；
霍尔传感器保护模块在所述霍尔传感器短路到电源、所述霍尔传感器短路到地、所述霍尔传感器开路的情况下，启动系统失速保护功能；
霍尔传感器控制模块还检测所述电机是否超速，系统超速保护模块在电机超速的情况下，启动系统超速保护功能。
14.如权利要求13所述的电动尾门控制系统的保护方法，其特征在于，所述电动尾门控制系统的保护方法还包括：所述电机刹车时，刹车模块将所述电机两端短路，使所述电机作为发电机运行。
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