CN113236059A - 一种天窗电机控制系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种天窗电机控制系统，电机通过的电源端通过开关元件连接为天窗供电的电源，所述开关元件为MOS管，所述电机设有霍尔传感器，所述霍尔传感器连接MCU的信号输入端并输出感应信号至MCU，所述MCU的信号输出端连接开关元件并输出开关信号至开关元件。本发明采用MOS搭建的全桥电路可以承受更大的工作电流，在电机堵转和恶劣工况下更加安全可靠，并且相比较继电器方案，MOS调速方案在工作时候无继电器吸合声音，增加用户体验。

Description

一种天窗电机控制系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及汽车天窗控制技术领域。

背景技术

汽车天窗电机大多采用直流有刷电机，同时配置霍尔传感器，通过霍尔器监测天窗的位置并进行控制。从而不仅能够实现电机的准确控制，也能实现防夹功能。但是，目前的天窗控制技术采用得都是有刷直流电机，控制器采用的是继电器方案，天窗启动时存在继电器吸合声无法避免，同时电机无法实现软启动。

发明内容

本发明将无刷BLDC电机运用在天窗控制系统，能够有效解决继电器吸合声音，同时，通过合理的控制系统实现天窗玻璃的软启动。实现主机厂对天窗NVH的要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种天窗电机控制系统，电机通过的电源端通过开关元件连接为天窗供电的电源，所述开关元件为MOS管，所述电机设有霍尔传感器，所述霍尔传感器连接MCU的信号输入端并输出感应信号至MCU，所述MCU的信号输出端连接开关元件并输出开关信号至开关元件。

所述天窗电机为直流无刷电机。

所述直流有刷电机设有三相定子，相邻定子之间设有一个霍尔传感器的感应器，三个所述感应器连接霍尔传感器的传感器组件，所述传感器组件连接MCU。

所述MOS管设有三组，三组MOS管的输出端分别连接三个定子的电极，每组MOS管中其中一个输入端电源正极，另一个输入端连接电机负极。

所述MCU为ZVM32主控芯片，所述MCU的通信接口通过LIN线与整车连接通信。

基于所述天窗电机控制系统的检测方法：

1)使能信号检测；

2)故障检测；

3)若有故障则执行4)，若无故障则执行5)

4)处理故障并在完成后返回1)

5)实时获取按键或LIN信号输入；

6)若有信号输入则判断是否完成初始化，若否则执行7)，若是则执行8)

7)手动操作天窗开关，判断堵点堵转时间是否达标，若否则发出不达标的使能信号并返回1)，若是则初始化完成具备自动功能并返回1)

8)开关检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

9)防夹检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

10)防夹折返。

本发明采用MOS搭建的全桥电路可以承受更大的工作电流，在电机堵转和恶劣工况下更加安全可靠，并且相比较继电器方案，MOS调速方案在工作时候无继电器吸合声音，增加用户体验。

系统通过软件实现的分级调速，降低关闭的噪音的同时，增强了用户体验和机械机构使用寿命，专为调速方案设计的电路板，增加了信号稳定性，电源网络稳定性和散热能力等，有效提升产品性能和稳定性。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为天窗电机控制系统原理图；

图2为霍尔传感器感应原理图；

图3为天窗电机控制系统检测流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

汽车天窗电机大多采用直流有刷电机，同时配置霍尔传感器，通过霍尔器监测天窗的位置并进行控制，本发明天窗电机控制系统将电机更换为直流无刷电机，同时控制器采用3相MOS管控制，采样LIN进行通信，如图1所示。

直流有刷电机设有三相定子，相邻定子之间设有一个霍尔传感器的感应器，三个所述感应器连接霍尔传感器的传感器组件，传感器组件连接MCU的信号输入端并输出感应信号至MCU，MCU的信号输出端连接开关元件并输出开关信号至MOS管，控制MOS管的开关实现无法电机的运转，通过MOS管代替继电器，屏蔽继电器吸合声音。通过霍尔元件监测的位置信息，控制定子线圈的导通与关闭，从而实现电机运动控制。

MCU优选采用飞思卡尔公司ZVM32主控芯片进行控制，MCU的通信接口通过LIN线与整车连接通信。通过MCU采集霍尔传感器位置，计算天窗运行状态，从而实现天窗的定位，通过MCU内部的计时系统，实现对电机速度的监控，实现天窗防夹。

基于上述天窗电机控制系统，本发明设计了全新的检测方法，如图3所示，从而能够保证产品出厂前的可靠性，该检查方法也可以在车辆出厂后，进行维修、检修时的调试，从而发现天窗电机的故障问题，具体方法如下：

1)使能信号检测；

2)故障检测；

3)若有故障则执行4)，若无故障则执行5)

4)处理故障并在完成后返回1)

5)实时获取按键或LIN信号输入；

6)若有信号输入则判断是否完成初始化，若否则执行7)，若是则执行8)

7)手动操作天窗开关，判断堵点堵转时间是否达标，若否则发出不达标的使能信号并返回1)，若是则初始化完成具备自动功能并返回1)

8)开关检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

9)防夹检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

10)防夹折返。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种天窗电机控制系统，电机通过的电源端通过开关元件连接为天窗供电的电源，其特征在于：所述开关元件为MOS管，所述电机设有霍尔传感器，所述霍尔传感器连接MCU的信号输入端并输出感应信号至MCU，所述MCU的信号输出端连接开关元件并输出开关信号至开关元件。

2.根据权利要求1所述的天窗电机控制系统，其特征在于：所述天窗电机为直流无刷电机。

3.根据权利要求2所述的天窗电机控制系统，其特征在于：所述直流有刷电机设有三相定子，相邻定子之间设有一个霍尔传感器的感应器，三个所述感应器连接霍尔传感器的传感器组件，所述传感器组件连接MCU。

4.根据权利要求3所述的天窗电机控制系统，其特征在于：所述MOS管设有三组，三组MOS管的输出端分别连接三个定子的电极，每组MOS管中其中一个输入端电源正极，另一个输入端连接电机负极。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的天窗电机控制系统，其特征在于：所述MCU为ZVM32主控芯片，所述MCU的通信接口通过LIN线与整车连接通信。

6.基于权利要求1-5所述天窗电机控制系统的检测方法，其特征在于：

1)使能信号检测；

2)故障检测；

3)若有故障则执行4)，若无故障则执行5)

4)处理故障并在完成后返回1)

5)实时获取按键或LIN信号输入；

6)若有信号输入则判断是否完成初始化，若否则执行7)，若是则执行8)

7)手动操作天窗开关，判断堵点堵转时间是否达标，若否则发出不达标的使能信号并返回1)，若是则初始化完成具备自动功能并返回1)

8)开关检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

9)防夹检测是否完成，若否则手动或自动操作后返回1)，若是则执行下一步；

10)防夹折返。

Images