CN117661959A - 用于电动尾门的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于电动尾门的控制方法和系统，所述控制方法包括：在所述电动尾门执行自启动位置运动至临界位置的运动过程中，采用比例积分调节结合前馈控制的方式来控制所述电动尾门的运动速度，其中所述临界位置为所述电动尾门距离完成当前运动具有剩余开角差值时的位置；在所述电动尾门执行所述剩余开角差值的运动过程中，采用电压随时间递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度。本申请在PI调节的基础上引入了前馈控制来控制电动尾门100的运动速度，使得电动尾门100运行平稳且响应迅速，即使在阻力较大的时候也能快速启动。

Description

用于电动尾门的控制方法和系统

技术领域

本申请涉及车辆领域，具体而言，涉及用于电动尾门的控制方法和系统。

背景技术

车辆尾门位于车辆的尾部，用于形成车辆的后备箱，是车辆的重要部件之一。车辆尾门的零件数量多，结构复杂。为了方便用户打开和关闭尾门，部分车辆的尾门配置了电动功能。若要开启电动尾门，通常只需按一下遥控钥匙或者车里的按钮，电动尾门就会自动地打开。同样地，如果要关闭电动尾门，就按一下遥控钥匙或者车上的关闭按钮，电动尾门就会自动地关闭。具有电动功能的尾门通常采用直流电机进行驱动。在开关的过程中，采用直流电机驱动的电动尾门所受到的阻力是变化的。因此，为了保证电动尾门能够平稳地运行，需要对驱动电机进行控制。

发明内容

本申请的实施例提供了一种用于电动尾门的控制方法和系统，用于使得电动尾门100运行平稳且响应迅速，即使在阻力较大的时候也能快速启动。

根据本申请的一方面，提供一种用于电动尾门的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：在所述电动尾门执行自启动位置运动至临界位置的运动过程中，采用比例积分调节结合前馈控制的方式来控制所述电动尾门的运动速度，其中所述临界位置为所述电动尾门距离完成当前运动具有剩余开角差值时的位置；以及在所述电动尾门执行所述剩余开角差值的运动过程中，采用电压随时间递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述控制方法还包括针对所述电动尾门的多个不同的尾门开角标定对应的目标角速度；并且所述控制所述电动尾门的运动速度包括：基于所标定的对应于所述多个不同的尾门开角的目标角速度来控制所述电动尾门的角速度。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述采用比例积分调节结合前馈控制的方式来控制所述电动尾门的运动速度包括：采用比例积分输出电压结合前馈电压作为控制输出电压以用于控制所述电动尾门的运动速度，其中所述前馈电压是不随角度和工况变化的标定值。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述采用电压随时间递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度包括：采用电压随时间均匀递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述剩余开角差值小于或等于10°。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述比例积分调节在不同的工况下采用不同的比例积分系数。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述控制方法还包括：在所述电动尾门启动的时间达临界启动时间的情况下，获取所述电动尾门的运动角度；以及基于判断所述电动尾门在所述临界启动时间下的运动角度是否小于临界运动角度来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述控制方法还包括：基于用于所述电动尾门的电机电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，在确定所述电动尾门遇见障碍物的情况下，控制所述电动尾门以执行反向运动。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述基于用于所述电动尾门的电机电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物包括：获取所述电动尾门的运动角度；获取用于所述电动尾门的电机电流；在所述运动角度小于或等于所述临界运动角度的情况下，基于判断当前获取的所述电机电流的峰值是否大于临界电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物；并且在所述运动角度大于所述临界运动角度的情况下，基于判断当前获取的所述电机电流的电流增量∆I是否大于临界电流增量来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述临界运动角度基于在不同工况下所述电动尾门自启动至所述电机电流达到稳定时所运动的第一运动角度A以及在不同工况下所述电动尾门自遇见障碍物至所述障碍物的作用力达到临界防夹力时所运动的第二运动角度B来标定。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述临界启动时间基于在不同工况下所述电动尾门运动达所述第一运动角度A与所述第二运动角度B之和的角度所需要的时间来标定。

在本申请第一方面的一些实施例中，可选地，所述电机电流的电流增量通过以下方式来获得：将所述电动尾门的当前开角位置减去所述第二运动角度B以获得先前开角位置；分别获取所述电动尾门对应于所述当前开角位置时的当前电机电流I_当前以及对应于所述先前开角位置时的先前电机电流I_先前；并且将所述当前电机电流I_当前减去所述先前电机电流I_先前。

根据本申请的第二方面，提供一种用于电动尾门的控制系统，控制系统包括：存储器，其配置成存储指令；和处理器，其配置成执行所述指令使得所述控制系统执行如本申请第一方面中任一项所述的控制方法。

根据本申请的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如本申请第一方面中任一项所述的控制方法。

根据本申请的第四方面，提供一种车辆，所述车辆包括电动尾门和用于所述电动尾门的控制系统。其中，所述控制系统是根据本申请第二方面所述的控制系统。

本申请所采用的用于电动尾门的方法和系统可以有效地保障电动尾门的平稳运行。本申请的一些实施例采用尾门角速度来标定电动尾门的速度，使得电动尾门的速度控制更加平稳有效且标定工作量更少。本申请在电动尾门大部分的运动时间中采用比例积分（PI）调节结合电压前馈的方式来控制电动尾门的速度，使得电动尾门的运动平稳且响应更快。在PI调节的过程中，本申请的控制方法可以根据电动尾门的运动方向和速度误差的正负分别采用不同的PI系数，以保证各种工况的性能。另外，在电动尾门需要软停时采用电压递减的方式来控制电动尾门的速度，该控制方式简单且使得电动尾门的速度更加平稳。针对用于驱动电动尾门的控制电压，本申请的一些实施例采用滤波后的值作为控制电压，以避免电动尾门的速度和电机电流的波动。

在电动尾门平稳运行的过程中，本申请的一些实施例可以采用标定角度内电流增量来判断是否遇见障碍物。另外，在启动过程中还可以基于临界启动时时间的运动量来判断是否遇见障碍物，并且在极端工况下可以采用电流峰值来判断是否遇见障碍物。本申请能够针对电动尾门运行的不同工况的特性，采用合适的障碍物检测和控制的策略，从而有效地保障电动尾门的平稳运行。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本申请的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1示出了根据本申请的一个实施例的电动尾门的结构示意图；

图2A和2B分别示出了根据本申请的一个实施例的用于电动尾门的电机的驱动电路的简化图；

图3示出了根据本申请的一个实施例的电动尾门速度控制方法的示意图；

图4示出了根据本申请的第一实施例的电动尾门障碍物检测控制方法的流程图；

图5示出了根据本申请的第二实施例的电动尾门障碍物检测控制方法的流程图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的用于电动尾门的控制系统的示意图。

具体实施方式

出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本申请的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的用于电动尾门的控制方法和系统，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本申请的真实精神和范围。

下面，将结合图1来描述本申请的一个实施例的电动尾门100的结构。

图1示出了根据本申请的一个实施例的电动尾门100的结构示意图。如图1所示，电动尾门100安装在车身106的尾部，用于与车身106共同形成车辆的后备箱。电动尾门100包括尾门面板102和尾门撑杆104。尾门撑杆104的一端设置在车身106上，另一端与尾门面板102相连接，从而尾门撑杆104能够支撑尾门面板102处于打开位置和关闭位置。

在一些实施例中，尾门撑杆104内可以设有机械弹簧和制动器，上述设置使得可以较轻松地打开和关闭尾门面板102，并且使得尾门面板102可以自由悬停在大部分位置。在一些实施例中，尾门撑杆104还可以包括撑杆电机210（参见图2A和图2B）、行星齿轮、丝杆、螺母和球铰，其中撑杆电机可以在经过两排行星齿轮减速后带动丝杆旋转，从而使得丝杆推动螺母移动，螺母再通过球铰带动尾门面板102运动。在一些实施例中，撑杆电机210上可以装有霍尔传感器，以用于感知尾门面板102的位置和撑杆电机210的速度。

需要说明的是，为了方便理解和描述，本申请还可以将“尾门面板102的位置”直接描述为“电动尾门100的位置”，并且将“尾门面板102的打开和关闭”直接描述为“电动尾门100的打开和关闭”。另外，本申请描述的实施例利用“撑杆电机210”来驱动电动尾门100，因此，“撑杆电机210”也可以称为“电动尾门100的电机”或者“用于驱动电动尾门100的电机”。

接下来，将结合图2A和2B来描述本申请的一个实施例的用于电动尾门100的电机的驱动电路200。

图2A和2B分别示出了根据本申请的一个实施例的用于电动尾门100的电机的驱动电路200的简化图。如图2A和2B所述，用于电动尾门100的电机的驱动电路200包括撑杆电机210以及4个开关，其中撑杆电机210和4个开关通过导线连接，共同形成H桥电路。在一些实施例中，H桥电路的顶部可以连接有电压源（例如，图2A和2B所示的12V电压），H桥电路的底部可以接地。利用上述设置，驱动电路200可以通过以下的方式来调节撑杆电机210的速度：给撑杆电机210输入高频的方波电压，以通过改变方波电压的占空比来实现对撑杆电机210的调速，其中电机电压的有效值等于电源电压乘以占空比。

本申请将驱动电路200设置成H桥电路的形式，从而可以通过4个开关的通断来控制撑杆电机210的正转和反转。如图2A和2B所述，4个开关分别表示为左上开关202、右上开关204、左下开关206和右下开关208。在一些实施例中，4个开关可以是4个MOS管的形式，4个MOS管的通断可以由微控制单元（MCU）来控制。

图2A示出了驱动电路200的驱动状态。如图2A所示，在左上开关202和右下开关208处于闭合状态，而右上开关204和左下开关206处于断开状态的情况下，电流可以从电源正极经过撑杆电机210流到电源负极，此时撑杆电机210受到驱动，驱动电路200处于驱动状态。在一些实施例中，图2A所示的驱动电路200的驱动状态可以对应于撑杆电机210的正转状态。

图2B示出了驱动电路200的续流状态。如图2B所示，在左下开关206和右下开关208处于闭合状态，而左上开关202和右上开关204处于断开状态的情况下，撑杆电机210的两端短接，驱动电路200处于续流状态。当驱动电路200从驱动状态切换到续流状态时，由于撑杆电机210中电机线圈的自感作用，电机电流不会迅速降低，而是通过续流回路慢慢降低。如果电机电流在续流过程中没有降为0，则撑杆电机210一直有驱动力。如果电机电流降为0时电动尾门100仍然在运动，则此时撑杆电机210内的动生电动势将产生反向电流，反向电流将会阻碍电动尾门100的运动，从而产生对电动尾门100的制动效果。从这里也可以看出，调低占空比或者直接将占空比降为0，会对电动尾门100起到制动的作用。

在一些实施例中，图2A所示的驱动电路200的驱动状态对应于撑杆电机210的正转状态，其中正转状态可以对应于打开电动尾门100的动作。也就是说，当需要打开电动尾门100时，可以通过控制H桥电路的左上开关202和右下开关208处于闭合状态，以及右上开关204和左下开关206处于断开状态来实现，从而使得撑杆电机210处于正转状态。在一些实施例中，如果需要关闭电动尾门100，则可以通过控制H桥电路的右上开关204和左下开关206处于闭合状态，以及左上开关202和右下开关208处于断开状态来实现，从而使得撑杆电机210处于反转状态。由此可知，撑杆电机210的正转状态使得电动尾门100能够执行打开任务，撑杆电机210的反转状态使得电动尾门100能够执行关闭任务。

接下来，结合图3至图5来描述本申请的一个实施例的用于电动尾门100的控制方法。

采用固定电压来控制电动尾门100的打开和关闭，或者根据电动尾门100的位置来改变电压，都无法保证不同工况下电动尾门100的运行平稳。为了有效保证电动尾门100的平稳运行，本申请采用闭环控制，通过将将输出反馈给输入端以影响输入的方式来控制电动尾门100的速度。在一些实施例中，可以通过比例积分（PI）调节来实现电动尾门100的平稳运动。为了让电动尾门100的响应更迅速，即使在阻力较大的时候也能快速启动，本申请在PI调节的基础上引入了前馈控制，从而可以采用PI调节结合前馈控制的方式来控制电动尾门100的运动速度。

图3示出了根据本申请的一个实施例的采用PI调节结合前馈控制的方式来控制电动尾门100速度的示意图。如图3所示，在一些实施例中，基于撑杆电机210上安装的霍尔传感器，可以根据霍尔脉冲302的计数来感测电动尾门100的角度304（即，尾门面板102的开角）位置，并且根据霍尔脉冲302的频率来感测电动尾门100的角速度306。本文中所述电动尾门100的角度304（开角）表示电动尾门100距离关闭位置的运动角度。在电动尾门100平稳地运动的情况下，电动尾门100在大部分运动过程中的开角位置所对应的角速度应近似恒定。

为了以简便的方式更加有效且准确地反映出电动尾门100的运动速度，在一些实施例中，可以采用角速度来标定电动尾门100的运动速度，而非尾门撑杆104伸长的线速度或者电机转速。可选地，用于电动尾门100的控制方法还包括针对电动尾门100的多个不同的尾门开角来标定对应的目标角速度，从而基于在前述步骤中所获得的电动尾门100的角度304可以查找到所标定的目标角速度308。采用目标角速度308相对于开角的标定方式能够高效且准确地描述出电动尾门100平稳运动时的状态，从而能够有助于用于电动尾门100的控制方法有效地控制电动尾门100的运动速度，保证电动尾门100的平稳运行。

申请人发现，针对于相同的车辆，在相类似的工况下（例如，在开启电动尾门100或者关闭门电动尾门100的情况下，或者在车辆处于上坡位置或者下坡位置的情况下），当电动尾门100平稳运动时，目标角速度308相对于尾门开角是确定的。也就是说，申请人发现，针对于相同的车辆，在相类似的工况下，当电动尾门100处于平稳运行的过程中确定的开角位置时，其运动的目标角速度308也可以是确定的。因此，一些实施例可以采用目标角速度308相对于电动尾门100的多个不同的开角进行标定，从而可以基于所标定的对应于多个不同的尾门开角的目标角速度308来控制电动尾门100的角速度。例如，针对电动尾门100能够运动的80°开角，可以分别对应于10°、20°、30°、40°、50°、60°和70°的开角位置来标定特定的目标角速度308。

当采用目标角速度相对于尾门开角进行标定时，由于电动尾门100在启动过程中进行加速运动，因此，目标角速度相对于尾门开角的标定会逐渐增大。在一些实施例中，为了进一步保证电动尾门100启动的平稳性以及满足尾门角速度在不同角度下的要求，还可以在电动尾门100的启动过程中采用目标角速度相对于尾门开角的变化量进行标定，并且在启动过程结束后，采用目标角速度相对于尾门开角的绝对值进行标定。

相比较于采用目标角速度308相对于电动尾门100的开角位置与进行标定，若采用目标角速度308相对于电动尾门100的启动时间（即，自启动后开始计时的时间）进行标定，则无法控制电动尾门100实现稳定可靠的运动，因为相对于电动尾门100的启动时间标定的目标角速度308无法准确地描述出电动尾门100平稳运动时的状态。例如，在电动尾门100的尾门面板102的边缘位置处设有尾门密封条的情况下，由于尾门密封条阻力和空气阻力较大，因此，当电动尾门100临近关门入锁时，可能需要对电动尾门100进行加速。另外，如果电动尾门100在不同位置启动关门，则电动尾门100入锁的时间将会不同。也就是说，即使对应于相同的启动时间，电动尾门100也可能存在不同的目标角速度，因此不宜采用角速度相对时间进行标定。本申请的实施例通过标定的方式将电动尾门100的开角位置（例如，角度304）与目标角速度308相对应，能够保证电动尾门100在运动过程中的各个开角位置都具有稳定的速度。

在一些实施例中，在相对于电动尾门100的不同开角位置标定好目标角速度308之后，经过查标定，可以根据电动尾门100的当前角度304（例如，经霍尔脉冲302的计数获得的）来确定与当前角度304相对应的目标角速度308。另一方面，基于霍尔脉冲302的频率，可以感测到电动尾门100的当前角速度306。基于当前角速度306相对于目标角速度308之间的差值，可以获得当前控制方法的控制误差310。基于经求差而获得的控制误差310，通过PI计算可以获得反馈值312。继而，在一些实施例中，本申请的控制方法可以将经PI计算获得的反馈值312与前馈值314相加，以获得理论输出316。在一些实施例中，理论输出316可以是控制输出电压，反馈值312可以是PI输出电压，前馈值314可以是前馈电压。也就是说，可以采用PI输出电压结合前馈电压作为控制输出电压来控制电动尾门100的运动速度。引入前馈调节以使得PI输出电压加上前馈电压作为控制输出可以让PI调节的响应更快速。考虑到在大部分工况下，恒定电压就能让电动尾门100以较平稳的速度运行并且难以感知当前处于何种工况，因此本申请的一些实施例可以将前馈电压设定为不随角度和工况改变的标定值。

在一些实施例中，为了有助于电机电流平稳，不出现大幅震荡和短时间的峰值，避免电动尾门100在启动过程中发生抖动，同时为了减少霍尔传感器测量误差对PI控制输出的影响，在获得理论输出316之后，可以对理论输出316进行滤波，以获得实际输出318。例如，对应于理论输出316是控制输出电压，可以对控制输出电压进行滤波。在一些实施例中，可以基于以下的公式来对理论输出316的当前周期理论计算值进行滤波，以获得实际输出318的当前周期实际输出：

当前周期实际输出=当前周期理论计算值×电压滤波系数＋上一个周期实际输出×（1－电压滤波系数）；

其中电压滤波系数可以标定，并且通过减小电压滤波系数可以让实际输出318的变化更平缓，减少尾门抖动。

在一些实施例中，为了改善PI控制的性能，可以根据系统特性在不同场景下采用不同的PI系数，以使得电动尾门100的运行更加平稳。可选地，由于在不同的坡度下，电动尾门100的受力不同，撑杆电机210的驱动负载会有较大变化，采用一组PI系数难以让电动尾门100平稳地打开和关闭，因此可以将开门和关门的PI系数分开标定。可选地，还可以根据电动尾门100的实际角速度306与目标角速度308的误差的正负来采用不同的PI系数。当电动尾门100的实际角速度306小于目标角速度308时，PI系数不宜过大，因为过大容易超调，从而导致电动尾门100抖动。当电动尾门100的实际角速度306大于目标角速度308时，宜采用较大的PI系数，因为小幅降低占空比产生制动的效果不明显，只有占空比接近于0时制动效果才明显。在一些实施例中，同时考虑电动尾门100打开和关闭的情况以及实际角速度306与目标角速度308的误差的正负值，可以采用4组PI系数。在其它实施例中，适应于不同公开的特点，可以采用多个不同组的PI系数。

在电动尾门100运动的过程中，当用户操作电动尾门100停下或者当电动尾门100到达最大开角位置停下时，电动尾门100需要缓慢减速，逐渐停止，即电动尾门100需要实现软停。然而，在电动尾门100软停的过程中，由于H桥电路中控制电机制动的线性度不好，且控制电机制动的系统与控制电机加速的系统在特性方面的差别较大，此时采用PI调节难以保证速度不抖动。也就是说，在电动尾门100的软停过程中，难以采用PI调节来控制。在一些实施例中，为了保证电动尾门100在软停过程中的平稳运行，可以采用电压随时间递减的软停方式来控制电动尾门100的运动速度，该方法控制简单且控制误差人眼难以识别。例如，可以采用电压随时间均匀递减的方式来控制电动尾门100的软停过程。

根据上文中所描述的内容，为了更好地控制电动尾门100的平稳运行，电动尾门100在执行打开或关闭任务的过程中，电动尾门100的运动过程可以划分成两个阶段：i）电动尾门100自启动至执行了大部分角度的运动阶段；以及ii）电动尾门100的软停阶段。其中，阶段i）中电动尾门100自启动至执行了大部分角度的运动过程可以描述为：电动尾门100执行自启动位置运动至临界位置的运动过程，其中所述临界位置可以是电动尾门100距离完成当前的开启或者关闭运动具有剩余开角差值时的位置；阶段ii）中电动尾门100的软停过程可以描述为：电动尾门100执行所述剩余开角差值的运动过程。本申请中所述的“启动位置”是指电动尾门100开启运动前一刻速度为零时的位置。也就是说，电动尾门100在自“启动位置”的下一刻，即开启执行运动任务。

在一些实施例中，剩余开角差值可以是小于或等于10°的任何度数值。可选地，如果电动尾门100完全打开时的开角为80°，剩余开角差值为2°，则临界位置为电动尾门100执行了78°运动角度的打开或关闭任务的位置。在该实施例中，针对电动尾门100执行打开任务的情形，阶段i）为电动尾门100自完全关闭的位置运动至78°开角的位置，阶段ii）为电动尾门100自78°开角的位置运动至完全打开的80°开角的位置；针对电动尾门100执行关闭任务的情形，阶段i）为电动尾门100自完全打开的80°开角的位置运动至2°开角的位置，阶段ii）为电动尾门100自2°开角的位置运动至完全关闭的位置。

为了保证电动尾门100的平稳运行，针对电动尾门100两个运动阶段的特性和需求，在一些实施例中，可以分别采用不同的控制方式来控制电动尾门100的运动速度：

a）在电动尾门100执行自启动位置运动至临界位置的运动过程中，采用PI调节结合前馈控制的方式来控制电动尾门100的运动速度；

b）在电动尾门100执行所述剩余开角差值的运动过程中，采用电压随时间递减的方式来控制电动尾门100的运动速度。

例如，针对电动尾门100完全打开时的开角为80°、剩余开角差值为2°的实施例，在电动尾门100自启动位置至执行了78°运动角度的过程中，可以采用PI调节结合前馈控制的方式来控制电动尾门100的运动速度；在电动尾门100执行2°剩余开角差值的运动过程中，采用电压随时间递减的方式来控制电动尾门100的运动速度。该控制方法针对电动尾门100的运动特性，将运动过程划分为两个阶段，并且分别适应于这两个阶段采用匹配的控制方案，从而有效地保障电动尾门100在整个运动过程中的平稳运行。

为了进一步保障电动尾门100的平稳运行，避免电动尾门100在运动过程中夹到或撞到用户，以及避免电动尾门100因遇见障碍物而造成电机堵转或破坏电机和其它零件的情况，在一些实施例中，电动尾门100的控制方法还可以在电动尾门100运行的过程中对电动尾门100是否遇到障碍物进行检测。在一些实施例中，当检测到电动尾门100遇见障碍物时，可以控制驱动电路200停止对电动尾门100的驱动，或者还可以进一步使得电动尾门100反向转动一定角度。

下面，将结合图4和图5来描述根据本申请的实施例的电动尾门障碍物检测控制的方法400和500。

图4示出了根据本申请的第一实施例的电动尾门障碍物检测控制方法400的流程图。检测控制方法400根据临界启动时间下电动尾门100的运动量来判断电动尾门100是否遇见障碍物。也就是说，基于电动尾门100自启动至运动达特定时间，检测控制方法400可以获取该时刻下的运动角度，并且通过判断该运动角度是否达到临界运动角度来确定电动尾门100是否遇见障碍物。本文中所述的启动表示电动尾门100开始执行打开任务或者关闭任务的状态。如图4所示，基于时间来判断电动尾门100是否遇到障碍物的检测控制方法400包括步骤S402至S414。

在步骤S402中，检测控制方法400开始执行。在一些实施例中，当电动尾门100启动时，检测控制方法400即开始执行。检测控制方法400一旦开始，即开始执行步骤S404，以开始计时。应当知晓的是，步骤S404中所执行的计时步骤相当于对电动尾门100启动的时间进行计时。在步骤S404之后进一步执行步骤S406。

在步骤S406中，判断步骤S404中累计的启动时间是否达到临界启动时间。在电动尾门100累计的启动时间没有达到临界启动时间的情况下，返回到步骤S406中以持续判断启动时间是否达到临界启动时间。在一些实施例中，临界启动时间可以通过以下的方式来确定：在各种工况下，通过测试记录下电动尾门100自启动到电流达到稳定时所执行的运动角度，取各种工况下多个运动角度中的最大运动角度为第一运动角度A；在各种工况下，通过测试记录下电动尾门100自遇见障碍物到障碍物的作用力等于防夹力时电动尾门100的所执行的运动角度，取各种工况下多个运动角度中的最大运动角度为第二运动角度B；基于第一运动角度A和第二运动角度B来标定临界运动角度，可选地，临界运动角度是第一运动角度A加第二运动角度B的和；在多个工况下，通过测试记录下电动尾门100自启动至运动达临界运动角度所需要的时间，基于多个工况下多个所需要的时间中的最大时间值来标定临界启动时间，可选地，临界启动时间的标定值可以通过在最大时间值的基础上增加一定的余量来获得。应当注意的是，第一运动角度A和第二运动角度B相对电动尾门100完全执行当前打开或关闭任务所需要运动的角度而言是较小的角度，临界启动时间相对于电动尾门100完全执行当前打开或关闭任务所需要的时间而言也是较短的时间。

在电动尾门100累计的启动时间达到临界启动时间的情况下，执行步骤S408。在步骤S408中，获取电动尾门100经启动时间后所运动到的当前的运动角度。可选地，电动尾门100的运动角度可以通过撑杆电机210上安装的霍尔传感器来获得。在步骤S408之后，进一步执行步骤S410。

在步骤S410中，判断电动尾门100在该启动时间中所执行的运动角度是否小于临界运动角度。如上文所描述的，临界运动角度可以基于第一运动角度A和第二运动角度B来标定，例如，临界运动角度是第一运动角度A加第二运动角度B之和。

如果电动尾门100所执行的运动角度小于临界运动角度，则可以判断电动尾门100遇到了障碍物，此时可以进一步执行步骤S412以停止当前执行的运动任务并且进行一定程度的反向运动。例如，如在打开电动尾门100的过程中检测到遇到了障碍物的情况下，则停止当前的打开电动尾门100的任务，并且控制电动尾门100往关闭电动尾门100的方向运动较小的角度，以防止障碍物损坏电动尾门100。

如果电动尾门100所执行的运动角度大于或等于临界运动角度，则可以判断电动尾门100没有遇到障碍物，此时可以进一步执行步骤S414以使得电动尾门100继续执行与先前的运动任务相一致的后续运动。例如，如果当前电动尾门100执行的是关闭任务，则步骤S414继续执行关闭任务；如果当前电动尾门100执行的是打开任务，则步骤S414继续执行打开任务。

图5示出了根据本申请第二实施例的电动尾门障碍物检测控制方法500的流程图。根据运动角度的大小，图5中所示出的检测控制方法500将判断电动尾门100是否遇到障碍物的步骤划分为两个阶段，并且针对每个阶段采用不同的策略来基于用于电动尾门100的电机电流的大小确定电动尾门100是否遇见障碍物。

在电动尾门100运动的过程中如遇到障碍物则会受到一定阻力，电动尾门100在阻力的作用下会减速，从而驱动电动尾门100的电机速度会变慢或堵转。在采用闭环控制电动尾门100的速度的情况下，响应于电动尾门100的减速，用于驱动电动尾门100的控制电压会相应地增大以尽可能地使电动尾门100克服障碍物阻力并维持目标速度。由于障碍物刚度的不同会对电动尾门100减速过程产生较大影响，因此仅根据电动尾门100的速度降低作为衡量标准来检测是否遇到障碍物则无法保证电动尾门100的防夹力。考虑到电动尾门100在遇到障碍物的情况下会导致电机电流急剧上升（也就是说，电机电流的变化可以在一定程度上反映出电动尾门100是否遇到障碍物），因此本申请的检测控制方法500基于电流的变化来进行是否遇到障碍物的判断。

如图5所示，检测控制方法500包括步骤S502至S520。在步骤S502中，基于运动角度的检测控制方法500开始执行。在一些实施例中，当电动尾门100开始启动（例如，启动执行打开任务或者关闭任务）时，即开始执行基于运动角度的检测控制方法500。基于运动角度的检测控制方法500一旦开始，即开始执行步骤S504，以获取电动尾门100自启动起所执行的运动角度。可选地，电动尾门100的运动角度可以通过撑杆电机210上安装的霍尔传感器来获得。

在步骤S504之后，进一步执行步骤S506，以获得撑杆电机210的电流。在一些实施例中，可以通过安装在驱动电路200中的电流表来对电机的电流进行采样。然而，对电机的电流进行采样的过程中难免会有噪声干扰，因此在一些实施例中，可以对采样所获得的电机电流进行滤波。例如，可以对采样电流进行了软件滤波，以增加数据的准确性。可选地，可以基于以下的公式来获得经滤波后的当前时刻电机电流：当前时刻电流滤波值=当前时刻电流采样值×电流滤波系数＋上一周期电流滤波值×（1－电流滤波系数）。其中，电流滤波系数越小，噪声的干扰也越小，但是由于较小的滤波系数会影响电流的精度，因此电流滤波系数的具体值还需要根据实际情况来标定。在步骤S506之后，执行步骤S508。

在步骤S508中，判断根据步骤S504所获得的运动角度是否大于临界运动角度。参考上文中针对检测控制方法400所描述的，临界运动角度可以基于第一运动角度A和第二运动角度B来标定，例如，临界运动角度是第一运动角度A加第二运动角度B之和。基于电动尾门100自启动起所运动的角度值是否大于临界运动角度，检测控制方法500可以采用不同的判断策略来判断电动尾门100是否遇到障碍物。

在电动尾门100的运动角度不大于临界运动角度的情况下，执行步骤S514以判断撑杆电机210的电流是否大于临界电流。在一些实施例中，临界电流可以通过如下的方式来确定：在多个不同工况下，测试记录电动尾门100在多个特定的开角位置下时的电机电流I；针对多个特定的开角位置中的每个特定的开角位置，分别取多个工况下的多个电流I中的最大电流值，并且将该最大电流值增加一定余量得到临界电流；对应于多个特定的开角位置得到多个临界电流，即可获得基于电动尾门100所处开角位置的变化所标定的一组临界电流。也就是说，针对一个特定的开角位置，存在一个标定的临界电流。

如果电机电流的峰值大于临界电流，则表示电动尾门100遇到障碍物，继而进一步执行步骤S516，以控制电动尾门100停止当前的运动并且执行一定程度的反向运动。如果电机电流的峰值不大于临界电流，则表示电动尾门100没有遇到障碍物，继而返回到步骤S508以再次进行电动尾门100运动角度的判断，以便于后续的障碍物检测判断。

在电动尾门100的运动角度大于临界运动角度的情况下，执行步骤S510以基于步骤S506所获取的电机电流来确定当前电机电流的增量∆I。在一些实施例中，电机电流的电流增量可以是电动尾门100在执行某个特定小角度的运动过程中的电流增量，当前电机电流的电流增量∆I可以定义为电动尾门100运动到当前开角位置下的当前电机电流I_当前与电动尾门100在当前开角位置减去某个特定小角度后的先前开角位置下的电机电流I_先前之间的电流差值。可选地，当前电机电流的电流增量∆I通过以下方式来获得：获取电动尾门100的当前开角位置；将当前开角位置减去某个特定的小角度值以获得先前开角位置；分别获取电动尾门100对应于当前开角位置时的当前电机电流I_当前以及对应于先前开角位置时的先前电机电流I_先前；并且将当前电机电流I_当前减去先前电机电流I_先前，即可获得当前电机电流的电流增量∆I。在一些实施例中，所述某个特定的小角度值可以是第二运动角度B。例如，在其它实施例中，所述一个小角度值也可以是其它的小角度值。

在步骤S510之后，进一步执行步骤S512以判断步骤S510中所获取的电机电流的增量是否大于临界电流增量。在一些实施例中，临界电流增量可以通过如下方式来获得：在多个不同工况下，测试记录电动尾门100从遇见障碍物到障碍物的作用力达到防夹力的过程中电动尾门100运动第二运动角度B到达特定的开角位置下的电机电流的增加量dI；针对多个特定的开角位置中的每个特定的开角位置，分别取相对于多个不同工况下的多个电流增加量dI中的最大电流增加量作为临界电流增量；对应于多个特定的开角位置得到多个临界电流增量，即可获得基于电动尾门100所处开角位置的变化所标定的一组临界电流增量。也就是说，针对一个特定的开角位置，存在一个标定的临界电流增量。

应当注意的是，因为电机电流和电机力矩是线性的，所以在相同电流增量下，尾门撑杆104上的撑杆支撑力的增量也是相同的。另外，由于撑杆支撑力到尾门末端的力传递比是随角度变化的，因此可以获得电流的增量相对尾门开角的标定表。在一些实施例中，在不同工况下根据电流变化量检测障碍物的防夹力基本相同，可以通过电流的增量的标定表来修改电动尾门100在每个开角位置处的防夹力。

如果当前电机电流的增量大于临界电流增量，则表示电动尾门100遇到障碍物，继而进一步执行步骤S516，以控制电动尾门100停止当前的运动并且执行一定程度的反向运动。

如果当前电机电流的增量不大于临界电流增量，则表示电动尾门100没有遇到障碍物，继而执行步骤S518以判断电动尾门100是否已经完成本次运动。如果步骤S518判断电动尾门100没有完成本次运动，则返回到步骤S510以再次获得当前电机电流的增量以便于后续的障碍物检测判断。如果步骤S518判断电动尾门100已经完成本次运动，则执行步骤S520以结束本次的障碍物的检测控制。

本申请的实施例根据电动尾门100的特性，采用小角度（例如，第二运动角度B）内电机电流的增量作为电动尾门100是否遇到障碍物的主要判断依据，保证了不同坡度、不同温度、系统老化后防夹力不会有较大变化，使得电动尾门100运行的稳健性更好。例如，在电动尾门100执行的运动角度达到基于第一运动角度A加第二运动角度B所定义的临界运动角度之后，主要根据执行第二运动角度B的小角度运动达到当前尾门开角位置所产生的电流变化量来判断电动尾门100是否遇见障碍物。因为第二运动角度B的值较小，所以在电动尾门100未遇见障碍物的情况下，电动尾门100在执行第二运动角度B时所引起的电流变化量较小。也就是说，如果电流的变化量急剧增加，则可以近似认为都是障碍物导致的。

在一些实施例中，针对同一电动尾门100的障碍物检测控制，可以同时采用第一实施例的检测控制方法400和第二实施例的检测控制方法500来实现。也就是说，该实施例可以同时采用三种方式来检测障碍物，分别为：基于临界启动时间内电动尾门100的运动量（即，检测控制方法400的检测方式）、基于峰值电流（即，检测控制方法500的步骤S514所对应的检测方式）以及基于电流增加量（即，检测控制方法500的步骤S512所对应的检测方式）。

在电动尾门100的运动角度达到临界运动角度之前的这段时间内，防夹力大小无法确定，并且不同工况下防夹力的大小会不同。本申请的实施例在这段时间内基于峰值电流或者根据临界启动时间内电动尾门100的运动量来判断是否遇见障碍物。应当注意的是，启动时间达临界启动时间仅仅是电动尾门100运动过程中的一个时刻，并且运动角度小于或等于临界运动角度也仅仅是电动尾门100运动过程中的相对较短的一个时间段。相应地，在电动尾门100启动时就遇见障碍的场景也比较少见。

电动尾门100在运动过程中的大部分时间所对应的运动角度是大于临界运动角度的，在电动尾门100的运动角度达到临界运动角度之后，可以通过电流增加量来判断是否遇见障碍物。需要注意的是，由于防夹主要根据电流的增量来判断，因此在针对电动尾门100进行速度控制时，不但要保证电动尾门100的运动速度平稳，还要保证电机电流平稳，不出现大幅震荡和短时间的峰值。因此，在一些实施例中，采用如图3中针对理论输出316的滤波所描述的方式，对输出电压进行滤波可以有效地为防夹打下了基础。

由此可见，电动尾门100在运动过程中的大部分时间可以基于电流增量来判断是否遇到障碍物。针对不适合采用电流增量来判断是否遇到障碍物的情况，本申请的实施例还可以基于启动时间和电流峰值判断是否遇到障碍物，这样就保证了系统在任何工况、任何时间段都能进行有效地防夹。

在障碍物检测的过程中，因为制动电动尾门100时所产生的反向电流不会产生防夹力，所以在驱动电机中出现反向电流的情况下则可以认为电流值为0。另外，由于电动尾门100在不同坡度下受力不同，在不同温度下的电机性能不同，同时电机和机械传动件都会老化，因此驱动电机在不同工况下的电机电流会有较大的区别。因为这些外在条件的变化无法完全感知，所以单纯根据电流的大小无法准确地判断电动尾门100是否遇见了障碍物，即使堵转一定时间后通过电流峰值来判断遇见障碍物，但防夹力的大小将无法确定。然而，在电动尾门100稳定运行后，只要电动尾门100的速度控制效果好，电机电流就不会突然大幅度增加，只有遇见障碍物后才会突然增加，而且电流的增加量和障碍物的阻力密切相关。本申请根据这一特性制定了障碍物检测方法，可以有效地检测出电动尾门100是否遇到障碍物。

接下来，结合图6来描述本申请一个实施例的用于电动尾门的控制系统600。

图6示出了根据本申请的一个实施例的用于电动尾门的控制系统600的示意图。控制系统600包括存储器602和处理器604。其中，存储器602与处理器604通信地相连接。存储器602配置成存储指令，处理器604配置成可以执行存储器602中所存储指令，使得控制系统600能够执行如上文所述的任意一种控制方法。

根据本申请的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种用于电动尾门的控制方法。本申请中所称的计算机可读介质包括各种类型的计算机存储介质，可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、E²PROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或专用计算机、或者通用或专用处理器进行存取的任何其他临时性或者非临时性介质。如本文所使用的盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

根据本申请的又一方面，提供一种车辆，所述车辆可以包括：电动尾门以及用于电动尾门的控制系统，其中所述控制系统可以是如上文所述的任意一种控制系统600。

本申请的控制方法和系统采用尾门角速度进行电动尾门100的速度标定，其中角速度主要随尾门的运动量而变化。在电动尾门100执行启动或关闭任务的大部分运动过程中，本申请可以采用前馈加反馈的方法来控制电动尾门100的速度，且前馈电压可以标为定值。可选地，本申请的一些实施例可以针对不同场景采用不同的PI系数来调节电动尾门的速度。在电动尾门软停的过程中，本申请可以采用电压随时间递减的尾门软停策略，其中电压随时间递减的斜率可以通过标定来确定。针对控制电动尾门100运动的控制电压，可以将控制电压滤波后再输出，从而能够避免电动尾门100的速度波动以及驱动电机的电流波动。另外，在滤波的过程中还可以通过标定滤波系数来改变电压的变化率。

为了进一步保证电动尾门100的平稳运行，本申请的控制方法还包括对电动尾门运动过程中的障碍物进行检测。其中，在电动尾门100稳定运行后，可以根据标定角度内的电流增量来检测障碍物，其中电流增量的标定可以随电动尾门的开角位置而变化。另外，在一些实施例中，还可以根据电动尾门100在临界启动时间下的运动量来检测障碍物，其中临界启动时间和用于判断是否遇到障碍物的临界运动角度可标定。在另一些情况下，还可以根据电流峰值来检测障碍物，其中电动尾门100在开门和关门时的峰值电流可以分别针对尾门开角位置进行标定。本申请的控制方法和系统考虑到电动尾门100运行过程中的不同工况的特点，制定出适应各种运动状态下的障碍物检测策略，有效地保障了障碍物检测的准确性和可靠性，保证了电动尾门100的平稳运行。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员可以根据本申请所披露的技术范围想到其他可行的变化或替换，此等变化或替换皆涵盖于本申请的保护范围之中。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征还可以相互组合。本申请的保护范围以权利要求的记载为准。

Claims (16)

1. 一种用于电动尾门的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

在所述电动尾门执行自启动位置运动至临界位置的运动过程中，采用比例积分调节结合前馈控制的方式来控制所述电动尾门的运动速度，其中所述临界位置为所述电动尾门距离完成当前运动具有剩余开角差值时的位置；以及

在所述电动尾门执行所述剩余开角差值的运动过程中，采用电压随时间递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括针对所述电动尾门的多个不同的尾门开角标定对应的目标角速度；并且

所述控制所述电动尾门的运动速度包括：基于所标定的对应于所述多个不同的尾门开角的目标角速度来控制所述电动尾门的角速度。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述采用比例积分调节结合前馈控制的方式来控制所述电动尾门的运动速度包括：采用比例积分输出电压结合前馈电压作为控制输出电压以用于控制所述电动尾门的运动速度，其中所述前馈电压是不随角度和工况变化的标定值。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述采用电压随时间递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度包括：采用电压随时间均匀递减的方式来控制所述电动尾门的运动速度。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述剩余开角差值小于或等于10°。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述比例积分调节在不同的工况下采用不同的比例积分系数。

7. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：

在所述电动尾门启动的时间达临界启动时间的情况下，获取所述电动尾门的运动角度；以及

基于判断所述电动尾门在所述临界启动时间下的运动角度是否小于临界运动角度来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：

基于用于所述电动尾门的电机电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，在确定所述电动尾门遇见障碍物的情况下，控制所述电动尾门以执行反向运动。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述基于用于所述电动尾门的电机电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物包括：

获取所述电动尾门的运动角度；

获取用于所述电动尾门的电机电流；

在所述运动角度小于或等于所述临界运动角度的情况下，基于判断当前获取的所述电机电流的峰值是否大于临界电流来确定所述电动尾门是否遇见障碍物；并且

在所述运动角度大于所述临界运动角度的情况下，基于判断当前获取的所述电机电流的电流增量∆I是否大于临界电流增量来确定所述电动尾门是否遇见障碍物。

11.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述临界运动角度基于在不同工况下所述电动尾门自启动至所述电机电流达到稳定时所运动的第一运动角度A以及在不同工况下所述电动尾门自遇见障碍物至所述障碍物的作用力达到临界防夹力时所运动的第二运动角度B来标定。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，所述临界启动时间基于在不同工况下所述电动尾门运动达所述第一运动角度A与所述第二运动角度B之和的角度所需要的时间来标定。

13.根据权利要求11所述的控制方法，其中，所述电机电流的电流增量通过以下方式来获得：

将所述电动尾门的当前开角位置减去所述第二运动角度B以获得先前开角位置；

分别获取所述电动尾门对应于所述当前开角位置时的当前电机电流I_当前以及对应于所述先前开角位置时的先前电机电流I_先前；并且

将所述当前电机电流I_当前减去所述先前电机电流I_先前。

14. 一种用于电动尾门的控制系统，其特征在于，控制系统包括：

存储器，其配置成存储指令；和

处理器，其配置成执行所述指令使得所述控制系统执行如权利要求1-13中任一项所述的控制方法。

15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-13中任一项所述的控制方法。

16. 一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

电动尾门；以及

用于所述电动尾门的控制系统，所述控制系统为根据权利要求14所述的控制系统。