CN113530381A - 一种隐藏式车门把手控制装置、系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种隐藏式车门把手控制装置、系统及控制方法，其中，隐藏式车门把手控制装置包括：微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收车门把手展开或回缩的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，并在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至CAN总线报警并停止驱动。本发明架构简单，通过车上现有的CAN信息进行交互控制，非常节约成本；自带过流短路过热诊断功能，在负载发生过流短路过故障时，自动切断输出对电机进行保护，方便故障的定位及负载的更新维护；提高了车门把手破冰能力，避免冬天被冰雪冻住。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子控制技术领域，具体涉及一种隐藏式车门把手控制装置、系统及控制方法。
背景技术
在现有的隐藏式车门把手的控制上，有的方案采用摄像头和图像处理器去识别手势，进而开关门把手，但是这种方案需要安装4个以上的摄像头，还需要有图像处理模块和图像算法，成本较高，开发困难，结构复杂，未能与车上相关模块通过CAN总线互联控制；有的方案采用控制器去驱动霍尔电机，通过霍尔信号精确判断车门把手位置，但是缺少电机空载、过流、短路和过热保护，同时车门把手电机被冰雪冻住时，无霍尔信号情况下车门把手电机无法继续驱动，导致车主无法开门上车，可靠性较差。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本、高效率、带诊断保护功能的隐藏式车门把手控制装置、系统及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种隐藏式车门把手控制装置，包括：微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，所述第一驱动单元还用于在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至所述微控制器，由所述微控制器将故障信息发送至CAN总线报警并停止驱动。
进一步地，所述微控制器从CAN总线接收的指令包括：当任一个车门打开且车速小于预定阈值时，由车身控制模块发送的展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，由车身控制模块发送的回缩车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的解锁指令或上锁指令。
进一步地，所述微控制器用于如果在至少一个驱动周期内能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则停止驱动；如果在至少一个驱动周期内未能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则记录故障码并将其发送到CAN总线上进行报警。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制装置还包括第二驱动单元，用于当所述微控制器在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
进一步地，所述第一驱动单元具体用于在车门把手展开或回缩过程中检测车门把手电机负载电流的大小，当发生过流短路或者电机过热保护时，将故障信息通过SPI总线发送至所述微控制器。
本发明还提供一种隐藏式车门把手控制方法，包括：
步骤S1，从CAN总线接收指令；
步骤S2，根据从CAN总线接收的指令输出驱动信号驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，并在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至CAN总线报警并停止驱动。
进一步地，所述步骤S1从CAN总线接收的指令包括：当任一个车门打开且车速小于预定阈值时，由车身控制模块发送的展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，由车身控制模块发送的回缩车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的解锁指令或上锁指令。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制方法还包括：如果在至少一个驱动周期内能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则停止驱动；如果在至少一个驱动周期内未能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则记录故障码并将其发送到CAN总线上进行报警。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制方法还包括：在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制方法还包括：在车门把手展开或回缩过程中检测车门把手电机负载电流的大小，当发生过流短路或者电机过热保护时，将判定发生故障工况，记录故障码将其发到CAN总线上报警，并停止驱动。
本发明还提供一种隐藏式车门把手控制系统，包括隐藏式车门把手控制装置，所述隐藏式车门把手控制装置进一步包括：
微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，所述第一驱动单元还用于在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至所述微控制器，由所述微控制器将故障信息发送至CAN总线报警并停止驱动。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括车身控制模块，用于在任一个车门打开且车速小于预定阈值时，通过CAN总线发送展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，通过CAN总线发送回缩车门把手指令。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括无线钥匙接收模块，用于通过CAN总线发送解锁指令或上锁指令。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括第二驱动单元，用于当所述微控制器在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
实施本发明具有如下有益效果：隐藏式车门把手控制装置架构简单，通过车上现有的CAN信息进行交互控制，非常节约成本；自带过流短路过热诊断功能，在负载发生过流短路过故障时，自动切断输出对电机进行保护，方便故障的定位及负载的更新维护，提高诊断及维护效率，也提高了运行可靠性和稳定性；
当门把手被冰雪冻住时，通过多次尝试展开仍无法展开到位时，则通过CAN上报进行预警提示，同时输出驱动信号释放吸合门电机，使车门能够露出足够的缝隙，方便驾驶员开门上车，由此大大提高车门把手破冰能力，减少冬天被冰雪冻住的故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种隐藏式车门把手控制装置的驱动架构示意图。
图2为本发明实施例一种隐藏式车门把手控制装置的实施架构示意图。
图3为本发明实施例二一种隐藏式车门把手控制方法的流程示意图。
图4为本发明实施例二一种隐藏式车门把手控制方法控制车门把手展开的流程示意图。
图5为本发明实施例二一种隐藏式车门把手控制装置控制车门把手回缩的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种隐藏式车门把手控制装置，包括：微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，所述第一驱动单元还用于在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至所述微控制器，由所述微控制器将故障信息发送至CAN总线报警并停止驱动。
具体地，请结合图2所示，微控制器MCU从CAN总线接收的指令来自于无线钥匙接收模块或车身控制模块：(1)当任一个车门打开且车速小于预定阈值(例如15km/h)，车身控制模块或无线钥匙接收模块会通过CAN总线向隐藏式车门把手控制装置的微控制器MCU发出展开车门把手指令；或者(2)无线钥匙接收模块发出解锁命令。微控制器MCU从CAN总线获取该指令，控制第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机正转，使车门把手展开。在车门把手展开过程中，微控制器MCU在驱动周期内如果能检测到车门把手的展开到位信号，则表明车门把手展开到位，微控制器MCU将停止驱动；反之，如果在驱动周期内未能检测到车门把手的展开到位信号，表明车门把手无法正常展开，微控制器MCU将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。本实施例的第一驱动单元采用全桥驱动芯片，作为一种示例，其型号为VNH7070AS。
在驱动车门把手展开的过程中，第一驱动单元会不断地检测车门把手电机负载电流的大小，一旦发生过流短路或者电机过热保护，就将故障信息通过SPI总线发送至微控制器MCU，微控制器MCU判定发生故障工况，将记录故障码，并将其发到CAN总线上报警，同时立刻停止驱动以保护系统。当在高温情况下因为驱动次数过多，导致车门把手电机过热时，车门把手电机内部的PTC保护器将切断输出，让车门把手电机断电冷却，此时微控制器MCU也会停止输出驱动信号，待车门把手电机恢复到正常温度再重新驱动。
作为进一步改进，本实施例的隐藏式车门把手控制装置还包括第二驱动单元，用于输出驱动信号驱动吸合门电机以使吸合门释放或吸合。如前所述，在车门把手展开的过程中，如果微控制器MCU在驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号，则尝试第二次展开，当第三次尝试展开仍无法检测到展开到位信号时，微控制器MCU除了记录故障码并将其发送到CAN总线进行报警之外，还会控制第二驱动单元输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放，能够露出足够的缝隙，方便驾驶员开门上车，进而解决冬天车门把手被冻住而无法上车的问题，提高了破冰能力。可以理解的是，前述第二次展开、第三次展开是在其对应的驱动周期内实施，例如在第二个驱动周期内通过第一驱动单元输出驱动信号驱动车门把手电机正转以第二次尝试展开车门把手，在第三个驱动周期内通过第一驱动单元输出驱动信号驱动车门把手电机正转以第三次尝试展开车门把手。本实施例的第二驱动单元采用全桥驱动芯片，作为一种示例，其型号为VNH7070AS。需要说明的是，前述尝试三次展开仅为举例，并非对本实施例的限制。事实上，也可以设置为微控制器MCU在驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，不再进行展开尝试，而是直接控制第二驱动单元输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放，能够露出足够的缝隙，方便驾驶员开门上车。
具体实施车门把手展开时，微控制器MCU接收到CAN指令后，经过解析输出控制全桥驱动芯片VNH7070ASVNH7070AS(第一驱动单元)输出+12V的驱动信号(正向驱动)，驱动车门把手电机往外展开，当车门把手展开到位时，车门把手电机反馈0V的展开到位信号，车门把手展开到位成功。如果微控制器MCU检测到门把手第三次无法正常展开到位，则通过控制第二个全桥驱动芯片VNH7070AS(第二驱动单元)输出-12V驱动信号(反向驱动)，使吸合门释放出一定的缝隙，方便驾驶员上车，同时检测吸合门到位信号是否为12V；当其为12V表示吸合门释放成功，为0V表示其释放失败。通过检测吸合门到位信号判断吸合门是否已经释放完成。
当所有车门关闭且车速大于预定阈值(例如15km/h)，或者无线遥控接收模块发出上锁命令，车身控制模块或无线钥匙接收模块会通过CAN总线向隐藏式车门把手控制装置的微控制器MCU发出回缩车门把手指令，微控制器MCU从CAN总线获取该指令，控制第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩。在车门把手回缩过程中，微控制器MCU在驱动周期内如果能检测车门把手的回缩到位信号，则表明车门把手回缩到位，微控制器MCU将停止驱动；反之，如果在驱动周期内未能检测车门把手的回缩到位信号，表明车门把手无法正常回缩，微控制器MCU将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。进一步地，也可以设置多个驱动周期进行驱动和检测，微控制器MCU在驱动周期内如果能检测到回缩到位信号，表明车门把手回缩到位，停止驱动；如果在驱动周期内没能检测到回缩到位信号，微控制器MCU将尝试第二次驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩，如果在第二个驱动周期内能检测到回缩到位信号，车门把手回缩到位，停止驱动；如果还没能检测到回缩到位信号，则尝试第三次驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩，如果在第三个驱动周期内能检测到回缩到位信号，车门把手回缩到位，如果还没能检测到回缩到位信号，则连续三次无法正常回缩到位，微控制器MCU将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。
同样地，在驱动车门把手回缩的过程中，第一驱动单元会不断地检测车门把手电机负载电流的大小，一旦发生过流短路或者电机过热保护，就将故障信息通过SPI总线发送至微控制器MCU，微控制器MCU判定发生故障工况，将记录故障码，并将其发到CAN总线上报警，同时立刻停止驱动以保护系统。当在高温情况下因为驱动次数过多，导致车门把手电机过热时，车门把手电机内部的PTC保护器将切断输出，让车门把手电机断电冷却，此时微控制器MCU也会停止输出驱动信号，待车门把手电机恢复到正常温度再重新驱动。
具体实施车门把手回缩时，微控制器MCU接收到CAN指令后，经过解析输出控制全桥驱动芯片VNH7070AS(第一驱动单元)输出-12V的驱动信号(反向驱动)，驱动车门把手电机向内回缩，当车门把手回缩到位时，车门把手电机反馈0V的回缩到位信号，车门把手回缩到位成功。
由上可知，本实施例的微控制器MCU主要负责CAN指令解析和控制逻辑判断和输出，同时检测车门把手到位信号(展开到位和回缩到位)；第一个全桥驱动芯片VNH7070AS负责对车门把手电机的正向和反向驱动，正向驱动车门把手电机则车门把手展开，反向驱动车门把手电机则门把手向内回缩；还可以实现电机驱动过程中的过流过压短路等异常工况诊断；第二个全桥驱动芯片VNH7070AS负责对吸合门电机的正向和反向驱动，正向驱动吸合门电机则吸合门吸合，反向驱动吸合门电机则吸合门释放。采用性价比高的全桥驱动芯片来控制车门把手电机，实现正向和反向输出控制，安全可靠；装置成本可控，可驱动车门把手电机和吸合门电机，驱动效率高，稳定性好。
请参照图3所示，相应于本发明实施例一提供的一种隐藏式车门把手控制装置，本发明实施例二提供一种隐藏式车门把手控制方法，包括：
步骤S1，从CAN总线接收指令；
步骤S2，根据从CAN总线接收的指令输出驱动信号驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，并在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至CAN总线报警并停止驱动。
请结合图4所示，步骤S1从CAN总线接收的指令包括：当任一个车门打开且车速小于预定阈值时，由车身控制模块发送的展开车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的解锁指令。步骤S2根据接收的指令输出驱动信号，驱动车门把手电机正转，使车门把手展开。在车门把手展开过程中，在驱动周期内如果能检测到车门把手的展开到位信号，则表明车门把手展开到位，将停止驱动；反之，如果在驱动周期内未能检测车门把手的展开到位信号，表明车门把手无法正常展开，将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。进一步地，在车门把手展开的过程中，如果在驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号，则尝试第二次展开，当第三次尝试展开仍无法检测到展开到位信号时，除了记录故障码并将其发送到CAN总线进行报警之外，还会输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放，能够露出足够的缝隙，方便驾驶员开门上车，进而解决冬天车门把手被冻住而无法上车的问题，提高了破冰能力。
再请结合图5所示，步骤S1从CAN总线接收的指令包括：在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，由车身控制模块发送的回缩车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的上锁指令。步骤S2根据接收的指令输出驱动信号，驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩。在车门把手回缩过程中，在驱动周期内如果能检测车门把手的回缩到位信号，则表明车门把手回缩到位，将停止驱动；反之，如果在驱动周期内未能检测车门把手的回缩到位信号，表明车门把手无法正常回缩，将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。进一步地，也可以设置多个驱动周期进行驱动和检测，在驱动周期内如果能检测到回缩到位信号，表明车门把手回缩到位，停止驱动；如果在驱动周期内没能检测到回缩到位信号，将尝试第二次驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩，如果在第二个驱动周期内能检测到回缩到位信号，车门把手回缩到位，停止驱动；如果还没能检测到回缩到位信号，则尝试第三次驱动车门把手电机反转，使车门把手回缩，如果在第三个驱动周期内能检测到回缩到位信号，车门把手回缩到位，如果还没能检测到回缩到位信号，则连续三次无法正常回缩到位，将记录故障码，并将其发送到CAN总线上进行报警。
相应于本发明实施例一提供的隐藏式车门把手控制装置，本发明实施例三提供一种隐藏式车门把手控制系统，包括如本发明实施例一所述的隐藏式车门把手控制装置。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括车身控制模块，用于在任一个车门打开且车速小于预定阈值时，通过CAN总线发送展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，通过CAN总线发送回缩车门把手指令；
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括无线钥匙接收模块，用于通过CAN总线发送解锁指令或上锁指令。
进一步地，所述隐藏式车门把手控制系统还包括第二驱动单元，用于当所述微控制器在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：隐藏式车门把手控制装置架构简单，通过车上现有的CAN信息进行交互控制，非常节约成本；自带过流短路过热诊断功能，在负载发生过流短路过故障时，自动切断输出对电机进行保护，方便故障的定位及负载的更新维护，提高诊断及维护效率，也提高了运行可靠性和稳定性；
当门把手被冰雪冻住时，通过多次尝试展开仍无法展开到位时，则通过CAN上报进行预警提示，同时输出驱动信号释放吸合门电机，使车门能够露出足够的缝隙，方便驾驶员开门上车，由此大大提高车门把手破冰能力，减少冬天被冰雪冻住的故障。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (14)
1.一种隐藏式车门把手控制装置，其特征在于，包括：微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，所述第一驱动单元还用于在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至所述微控制器，由所述微控制器将故障信息发送至CAN总线报警并停止驱动。
2.根据权利要求1所述的隐藏式车门把手控制装置，其特征在于，所述微控制器从CAN总线接收的指令包括：当任一个车门打开且车速小于预定阈值时，由车身控制模块发送的展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，由车身控制模块发送的回缩车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的解锁指令或上锁指令。
3.根据权利要求1所述的隐藏式车门把手控制装置，其特征在于，所述微控制器用于如果在至少一个驱动周期内能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则停止驱动；如果在至少一个驱动周期内未能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则记录故障码并将其发送到CAN总线上进行报警。
4.根据权利要求1所述的隐藏式车门把手控制装置，其特征在于，还包括第二驱动单元，用于当所述微控制器在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
5.根据权利要求1至4任一项所述的隐藏式车门把手控制装置，其特征在于，所述第一驱动单元具体用于在车门把手展开或回缩过程中检测车门把手电机负载电流的大小，当发生过流短路或者电机过热保护时，将故障信息通过SPI总线发送至所述微控制器。
6.一种隐藏式车门把手控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1，从CAN总线接收指令；
步骤S2，根据从CAN总线接收的指令输出驱动信号驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，并在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至CAN总线报警并停止驱动。
7.根据权利要求1所述的隐藏式车门把手控制方法，其特征在于，所述步骤S1从CAN总线接收的指令包括：当任一个车门打开且车速小于预定阈值时，由车身控制模块发送的展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，由车身控制模块发送的回缩车门把手指令；或者由无线钥匙接收模块发送的解锁指令或上锁指令。
8.根据权利要求6所述的隐藏式车门把手控制方法，其特征在于，还包括：如果在至少一个驱动周期内能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则停止驱动；如果在至少一个驱动周期内未能检测到车门把手的展开到位信号或者回缩到位信号，则记录故障码并将其发送到CAN总线上进行报警。
9.根据权利要求6所述的隐藏式车门把手控制方法，其特征在于，还包括：在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
10.根据权利要求6至9任一项所述的隐藏式车门把手控制方法，其特征在于，还包括：在车门把手展开或回缩过程中检测车门把手电机负载电流的大小，当发生过流短路或者电机过热保护时，将判定发生故障工况，记录故障码将其发到CAN总线上报警，并停止驱动。
11.一种隐藏式车门把手控制系统，其特征在于，包括隐藏式车门把手控制装置，所述隐藏式车门把手控制装置进一步包括：
微控制器和与其电连接的第一驱动单元，所述微控制器用于根据从CAN总线接收的指令，控制所述第一驱动单元输出驱动信号，驱动车门把手电机以使车门把手展开或回缩，所述第一驱动单元还用于在车门把手展开或回缩过程中诊断车门把手电机的工况，如果发生异常工况则发送故障信息至所述微控制器，由所述微控制器将故障信息发送至CAN总线报警并停止驱动。
12.根据权利要求11所述的隐藏式车门把手控制系统，其特征在于，还包括车身控制模块，用于在任一个车门打开且车速小于预定阈值时，通过CAN总线发送展开车门把手指令；或者在所有车门关闭且车速大于预定阈值时，通过CAN总线发送回缩车门把手指令。
13.根据权利要求11所述的隐藏式车门把手控制系统，其特征在于，还包括无线钥匙接收模块，用于通过CAN总线发送解锁指令或上锁指令。
14.根据权利要求11所述的隐藏式车门把手控制系统，其特征在于，还包括第二驱动单元，用于当所述微控制器在至少一个驱动周期内未检测到车门把手的展开到位信号时，输出驱动信号反向驱动吸合门电机，使吸合门释放。
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- 2020-04-16 CN CN202010301594.5A patent/CN113530381A/zh active Pending
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