CN114909058A - 一种汽车电磁吸合门系统及控制方法 - Google Patents

一种汽车电磁吸合门系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车电磁吸合门系统及控制方法，包括信息采集系统、控制系统、执行与显示系统，信号采集系统包括点火开关、电磁吸合门开关，门信号传感器，所述点火开关和电磁吸合门开关分别连接门信号传感器；所述控制系统包括门模块控制单元，所述门模块控制单元连接门信号传感器和电磁吸合门开关；所述执行与显示系统包括布置在门框和车门边的电磁线圈，所述电磁线圈连接门模块控制单元；本发明的汽车电磁吸合门系统只需轻轻关闭任意一扇车门到一定角度，可以温和地通过门模块控制单元控制电磁线圈吸合作用关闭车门，直至车门锁止，且具备防夹功能，解决车门没有完全关闭增加的危险性，保证安全的同时能够更好的保护爱车。

Description

一种汽车电磁吸合门系统及控制方法
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及一种汽车电磁吸合门系统及控制方法。
背景技术
随着汽车的大量普及和人们生活水平的不断提高，人们不再满足于汽车是单一的交通工具的现状。越来越多的汽车品牌在满足基本需求的基础上，提供了很多新颖的汽车“黑科技”，以满足人们的精神需求。
现在很多汽车的关门的时候声音很大，有噪声，如果轻轻关车门又有关不上车门的风险，给车主带来不好的用车体验，很多车主不愿看到爱车车门被摔，另外，关门的过程中也有被夹的风险，给乘客带来安全隐患。
发明内容
本发明旨在解决汽车门关闭时声音大，轻轻关门又关不上，并且关门的过程中也有被夹的风险的问题，从而提供一种汽车电磁吸合门系统及控制方法可以温和地关闭车门，直至车门锁止，且具备防夹功能，解决车门没有完全关闭增加的危险性，保证安全的同时能够更好的保护爱车，给汽车拥有者更好的用车体验。
本发明为解决上述问题，提出了一种汽车电磁吸合门系统，包括信息采集系统、控制系统、执行与显示系统，所述信号采集系统包括点火开关、电磁吸合门开关，门信号传感器，所述点火开关和电磁吸合门开关分别连接门信号传感器；所述控制系统包括门模块控制单元，所述门模块控制单元连接门信号传感器和电磁吸合门开关；所述执行与显示系统包括布置在门框和车门边的电磁线圈，所述电磁线圈连接门模块控制单元；
所述电磁吸合门开关为常开开关，按下或者收到门模块控制单元关闭信号时关闭；同时向门信号传感器发送开关信号；
所述门信号传感器用于采集车门状态信号与车门角度信号；门信号传感器同时采集到车门未关闭信号与角度满足信号时，门信号传感器立刻向门模块控制单元输出锁止信号；所述门信号传感器采集到受阻信号时，立刻向门模块控制单元输出解锁信号；
所述门模块控制单元负责实时接收来自门信号传感器的锁止信号和解锁信号，收到锁止信号时向电磁线圈发送电流开启信号；收到解锁信号时向电磁线圈发送电流关闭信号，同时向电磁吸合门开关发送关闭信号；
所述电磁线圈负责接收来自门模块控制单元的信号电流开启信号和电流关闭信号，做出电流开启和关闭的操作，电流开启时间为设定工作时间，电流持续开启时间超过设定工作时间后，系统默认功能完成。
进一步地，汽车电磁吸合门系统还包括车身控制单元，所述门模块控制单元集成在车身控制单元中。
进一步地，所述门信号传感器布置在车门里或B柱下方。
进一步地，所述执行与显示系统还包括信息娱乐系统，所述信息娱乐系统连接门模块控制单元，其显示屏集成在中控屏幕上；所述信息娱乐系统负责接收门模块控制单元的信号，并通过显示屏进行显示，
本发明还提供一种汽车电磁吸合门系统控制方法，包括如下步骤：
步骤一：点火开关打开，车辆上电；
步骤二：电磁吸合门开关识别驾驶员的操作意图，若闭合，则向门信号传感器提供输入信号，门信号传感器停止工作，若未闭合，则系统正常启动；
步骤三：门信号传感器开始采集车门状态信号与车门角度信号；门信号传感器根据车门状态信号判断车门是否为关闭状态，若关闭，则停止工作，若不关闭，则采集到车门未关闭信号；门信号传感器根据车门角度信号判断车门角度与车身纵向的角度是否小于设定角度，且持续时间是否大于角度设定时间，若不满足，则结束流程，系统不工作，若满足上述条件，则采集到的角度满足信号；门信号传感器同时采集到车门未关闭信号与角度满足信号时，门信号传感器立刻向门模块控制单元输出锁止信号；
步骤四：门模块控制单元收到锁止信号时，门模块控制单元向电磁线圈发送电流开启信号；
步骤五：电磁线圈立即电流开启，门吸合启动；
步骤六：当采集到车门未关闭信号与角度满足信号的信号后，经过延迟时间后门信号传感器开始持续采集车门阻力信号，当车门阻力的大小N大于车门阻力规定值，且时间大于阻力设定时间时，门信号传感器采集到受阻信号，则门信号传感器立刻向门模块控制单元输出解锁信号，执行步骤七；若门信号传感器未采集到受阻信号，执行步骤九；
步骤七：门模块控制单元收到信号为解锁信号时，门模块控制单元向电磁线圈发送电流关闭信号,控制电流关闭，车门停止吸合，并向电磁吸合门开关发送关闭信号执行步骤八；
步骤八：电磁吸合门开关收到关闭信号后从开启状态变为关闭状态，功能结束；
步骤九：电磁线圈持续工作设定工作时间后自动断开，吸合结束，此时车门已完全关闭，功能结束。
进一步地，所述执行与显示系统还包括信息娱乐系统，所述信息娱乐系统连接门模块控制单元，其显示屏集成在中控屏幕上；所述步骤五中，门模块控制单元接收到信号传感器的解锁信号时，向信息娱乐系统发送关闭失败信号，信息娱乐系统收到关闭失败信号后立刻通过LVDS视频线向显示屏输送失败提示信号，显示屏提示车门关闭失败；
进一步地，所述步骤七中，车门关闭后，门模块控制单元向信息娱乐系统发送关闭成功信号，信息娱乐系统收到关闭成功信号后立刻通过LVDS视频线向显示屏输送成功提示信号，显示屏提示车门已关闭。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
利用自动电磁吸合门，对车门进行了最大化的保护，防止车门关闭不严造成的危险，同时增加车门使用次数，实现对爱车的更好保护。同时防夹功能又让乘客及驾驶员的安全得到保障，功能原理简单、技术可靠。
门模块控制单元(DCM)可以集成在车身控制单元或其他系统中，可以实现了系统高度集成化。
门信号传感器(DSS)系统可以布置在车门里或B柱下方或其他干区处，节省室内空间，且方便有效，实现空间最大化利用。
本系统实现了对车门关闭的自动控制，高度自动化与现代化，符合现代化汽车电子的需求，同时最大化的保障用车者的用车体验和感受。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图。
图2是本发明的系统功能原理图。
图3是本发明的系统功能运行流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
如图1所示，本发明的功能系统主要由信息采集系统、控制系统、执行与显示系统。在信号采集系统中有点火开关1、电磁吸合门开关2，门信号传感器(DSS)3，其中电磁吸合门开关为常开开关，点火开关1和电磁吸合门开关2分别连接门信号传感器3。控制系统主要包括门模块控制单元(DCM)4，门模块控制单元4连接门信号传感器3和电磁吸合门开关2。执行与显示系统中有布置在门框和车门边的电磁线圈6和信息娱乐系统(IVI)7，电磁线圈6连接门模块控制单元4和信息娱乐系统7，整套系统完成车门自动吸合关闭的的全过程，方便安全。另外汽车电磁吸合门的门模块控制单元可以集成在车身控制单元中，方便实现实现了系统高度集成化。门信号传感器可以布置在车门里或B柱下方，节省空间。
如图2所示，本发明的系统功能原理描述如下：
电磁吸合门开关2提供开关信号，在车辆上电的情况下，默认电磁吸合门开关2是开始的状态，即常开开关，手动按下，可主动关闭，也可由门模块控制单元(DCM)4控制关闭，为门信号传感器(DSS)3提供必要的输入信号W1，门信号传感器(DSS)3停止工作。反复按下，循环切电子遮光板功能的“开启”和“关闭”。
门信号传感器(DSS)3采用高精度传感器，负责采集三种信号，一是车门状态信号,当车门处于未关闭状态时，输出车门未关闭信号C1；二是车门角度信号，即车门与车身纵向呈一定的角度θ需要满足设定角度θ1，其中θ1是经过试验验证后的最合适的角度，给操作人员最方便舒适的体验，同时该θ值需要持续满足θ<θ1的时间S大于角度设定时间S1时输出角度满足信号C2，其中S1为试验后选取的合理数值；当C1与C2同时被门信号传感器(DSS)3采集到的时候，门信号传感器(DSS)3立刻向门模块控制单元4输出锁止信号(LOCK)；三是车门受力信号即受阻信号C3，该信号是当采集到C1与C2的信号后，延迟S2毫秒后开始持续采集信号C3(延迟是为了保证车门此时已处于且刚处于开始自动关闭的状态，同理S2也是结合试验得出的最优结果，C3是车门关闭时受阻力的大小N满足N大于车门阻力规定值X，且时间S大于阻力设定时间S3时采集到的受阻信号，其中阻力规定值X是根据车门关闭速度及时间变化的二次函数值，阻力设定时间S3是试验测出的最优数值。该信号一旦出现，则门信号传感器3立刻向门模块控制单元输出解锁信号ULOCK。
门模块控制单元4作为控制系统，负责实时接收来自门信号传感器3的锁止信号和解锁信号，并向各系统传输不同信号，完成不同的功能，具体为当收到信号为锁止信号LOCK时，门模块控制单元4向电磁线圈6发送电流开启信号D1,控制电流开启；当收到信号为解锁信号ULOCK时，门模块控制单元4向电磁线圈6发送电流关闭信号D2,控制电流关闭，同时向信息娱乐系统7发送关闭失败信号D3，告知车门关闭失败，向电磁吸合门开关发送关闭信号D4，控制电磁吸合门开关2关闭。关闭成功信号D5信号是电流开启信号D1信号发送后，未收到门信号传感器3提供的解锁信号ULOCK的时间超过设定工作时间S4后向信息娱乐系统(IVI)发送的信号，其中S4在下面进行阐释。
电磁线圈作为执行系统，负责接收来自门模块控制单元4的信号电流开启信号D1和电流关闭信号D2，做出电流开启和关闭的操作，同时当D1信号收到时，电流开启时间为设定工作时间S4，设定工作时间为S4也为综合试验和计算获得的最优数值，若电流持续开启时间超过S4后，系统默认功能完成。
信息娱乐系统(IVI)负责接收不同信号，并输出信号失败提示信号L1和成功提示信号L2信号通过LVDS视频线传输给显示屏，显示不同内容，完成功能。
如图3所示，本发明的系统功能运行流程描述如下：
1)功能开始。
2)点火开关1打开，在车辆上电之后才可进行，若车辆为下电，无法开启此功能。
3)按下电磁吸合门开关2是否按下，若闭合，则向门信号传感器(DSS)3提供必要的输入信号W1，门信号传感器(DSS)3停止工作，若未闭合，则系统正常启动。
4)门信号传感器(DSS)3开始采集车门状态信号与车门角度信号。
5)DSS根据信号判断车门状态是否为关闭状态，若关闭，则结束流程，若不关闭，则采集到的车门未关闭信号C1。
6)DSS根据信号判断车门角度与车身纵向角度θ是否小于设定角度θ1，且持续时间是否大于角度设定时间S1。若不满足，则结束流程，系统不工作，若满足上述条件，则采集到的角度满足信号C2。
7)若DSS已经采集到车门未关闭信号C1与角度满足信号C2，则立刻向门模块控制单元(DCM)输出锁止信号(LOCK)。
8)门模块控制单元(DCM)4接收到信号LOCK，则向电磁线圈6发送电流开启信号D1信号，使电磁线圈工作。
9)电磁线圈电流开启，车门由于电流产生的磁力作用开始吸合。
10)门信号传感器(DSS)在接收到车门未关闭信号C1与角度满足信号C2后，经过延迟时间S2开始采集关车门的阻力信号C3，当车门阻力的大小N大于车门阻力规定值X，且时间大于阻力设定时间S3时，门信号传感器(DSS)3立刻向模块控制单元(DCM)4输出解锁信号ULOCK。11)门模块控制单元(DCM)4接收到信号ULOCK，则向电磁线圈6发送电流关闭信号D2，向信息娱乐系统(IVI)发送关闭失败信号D3，向电磁吸合门开关2发送关闭信号D4。
12)电磁线圈6电流立刻关闭，停止当前操作，车门停止吸合。
13)电磁吸合门开关2收到关闭信号D4信号后从开启状态变为关闭状态。14)信息娱乐系统(IVI)7收到失败信号D3信号后立刻通过LVDS视频线向现实屏输送失败提示信号L1，显示屏提示车门关闭失败，请重试。15)若期间无物体被夹，即门信号传感器(DSS)3未采集到阻力信号C3，
则电磁线圈6持续工作设定工作时间S4秒后自动断开，吸合结束，此时车门已完全关闭。与此同时门模块控制单元(DCM)4向信息娱乐系统(IVI)7发送信号关闭成功信号D5。信息娱乐系统(IVI)收到关闭成功信号D5后立刻通过LVDS视频线向现实屏输送成功提示信号L2，显示屏提示车门已关闭。
16)流程结束。

Claims (7)

1.一种汽车电磁吸合门系统，其特征在于：包括信息采集系统、控制系统、执行与显示系统，所述信号采集系统包括点火开关(1)、电磁吸合门开关(2)，门信号传感器(3)，所述点火开关(1)和电磁吸合门开关(2)分别连接门信号传感器(3)；所述控制系统包括门模块控制单元(4)，所述门模块控制单元(4)连接门信号传感器(3)和电磁吸合门开关(2)；所述执行与显示系统包括布置在门框和车门边的电磁线圈(6)，所述电磁线圈(6)连接门模块控制单元(4)；
所述电磁吸合门开关(2)为常开开关，按下或者收到门模块控制单元(4)关闭信号时关闭；同时向门信号传感器(3)发送开关信号；
所述门信号传感器(3)用于采集车门状态信号与车门角度信号；门信号传感器(3)同时采集到车门未关闭信号(C1)与角度满足信号(C2)时，门信号传感器(3)立刻向门模块控制单元(4)输出锁止信号(LOCK)；所述门信号传感器(3)采集到受阻信号(C3)时，立刻向门模块控制单元(4)输出解锁信号(ULOCK)；
所述门模块控制单元(4)负责实时接收来自门信号传感器(3)的锁止信号(LOCK)和解锁信号(ULOCK)，收到锁止信号时向电磁线圈(6)发送电流开启信号(D1)；收到解锁信号时向电磁线圈(6)发送电流关闭信号(D2)，同时向电磁吸合门开关发送关闭信号(D4)；
所述电磁线圈负责接收来自门模块控制单元(4)的信号电流开启信号(D1)和电流关闭信号(D2)，做出电流开启和关闭的操作，电流开启时间为设定工作时间(S4)，电流持续开启时间超过设定工作时间(S4)后，系统默认功能完成。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电磁吸合门系统，其特征在于，还包括车身控制单元，所述门模块控制单元(4)集成在车身控制单元中。
3.根据权利要求1所述的一种汽车电磁吸合门系统，其特征在于，所述门信号传感器(3)布置在车门里或B柱下方。
4.根据权利要求1或2所述的一种汽车电磁吸合门系统，其特征在于，所述执行与显示系统还包括信息娱乐系统(7)，所述信息娱乐系统(7)连接门模块控制单元(4)，其显示屏集成在中控屏幕上；所述信息娱乐系统(IVI)负责接收门模块控制单元(4)的信号，并通过显示屏进行显示。
5.一种采用权利要求1所述的汽车电磁吸合门系统的汽车电磁吸合门系统控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：点火开关(1)打开，车辆上电；
步骤二：电磁吸合门开关(2)识别驾驶员的操作意图，若闭合，则向门信号传感器(3)提供输入信号(W1)，门信号传感器(3)停止工作，若未闭合，则系统正常启动；
步骤三：门信号传感器(3)开始采集车门状态信号与车门角度信号；门信号传感器(3)根据车门状态信号判断车门是否为关闭状态，若关闭，则停止工作，若不关闭，则采集到车门未关闭信号(C1)；门信号传感器(3)根据车门角度信号判断车门角度与车身纵向的角度(θ)是否小于设定角度(θ1)，且持续时间是否大于角度设定时间(S1)，若不满足，则结束流程，系统不工作，若满足上述条件，则采集到的角度满足信号(C2)；门信号传感器(3)同时采集到车门未关闭信号(C1)与角度满足信号(C2)时，门信号传感器(3)立刻向门模块控制单元(4)输出锁止信号(LOCK)；
步骤四：门模块控制单元(4)收到锁止信号(LOCK)时，门模块控制单元(4)向电磁线圈发送电流开启信号(D1)；
步骤五：电磁线圈立即电流开启，门吸合启动；
步骤六：当采集到车门未关闭信号(C1)与角度满足信号(C2)的信号后，经过延迟时间(S2)后门信号传感器(3)开始持续采集车门阻力信号，当车门阻力的大小N大于车门阻力规定值(X)，且时间大于阻力设定时间(S3)时，门信号传感器(3)采集到受阻信号(C3)，则门信号传感器(3)立刻向门模块控制单元(4)输出解锁信号(ULOCK)，执行步骤七；若门信号传感器(3)未采集到受阻信号(C3)，执行步骤九；
步骤七：门模块控制单元(4)收到信号为解锁信号(ULOCK)时，门模块控制单元(4)向电磁线圈发送电流关闭信号(D2),控制电流关闭，车门停止吸合，并向电磁吸合门开关发送关闭信号(D4)执行步骤八；
步骤八：电磁吸合门开关收到关闭信号(D4)后从开启状态变为关闭状态，功能结束；
步骤九：电磁线圈持续工作设定工作时间(S4)后自动断开，吸合结束，此时车门已完全关闭，功能结束。
6.根据权利要求5所述汽车电磁吸合门系统控制方法，其特征在于，所述执行与显示系统还包括信息娱乐系统(7)，所述信息娱乐系统(7)连接门模块控制单元(4)，其显示屏集成在中控屏幕上；所述步骤五中，门模块控制单元(4)接收到信号传感器(3)的解锁信号时，向信息娱乐系统发送关闭失败信号(D3)，信息娱乐系统(7)收到关闭失败信号(D3)后立刻通过LVDS视频线向显示屏输送失败提示信号(L1)，显示屏提示车门关闭失败。
7.根据权利要求6所述的汽车电磁吸合门系统控制方法，其特征在于，所述步骤七中，车门关闭后，门模块控制单元(4)向信息娱乐系统(7)发送关闭成功信号(D5)，信息娱乐系统(IVI)收到关闭成功信号(D5)后立刻通过LVDS视频线向显示屏输送成功提示信号(L2)，显示屏提示车门已关闭。
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