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CN114607226A - 一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法 - Google Patents

一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法 Download PDF

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CN114607226A CN202210284909.9A CN202210284909A CN114607226A CN 114607226 A CN114607226 A CN 114607226A CN 202210284909 A CN202210284909 A CN 202210284909A CN 114607226 A CN114607226 A CN 114607226A
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Abstract

本发明公开了一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，电机驱动控制ECU1同时检测所述采样电阻电流和所述旋转编码器转速信号，在进行数据运算和逻辑处理的同时接收所述温度传感器采集的车外温度数据，所述电机驱动控制ECU根据车外温度高低对所述电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值进行动态设置，从而实现自适应温度变化的防夹功能机制，有效降低了防夹功能失效和误触发的概率，提高了儿童乘车的安全系数。本发明将温度变差引起的门窗阻力因素动态补偿到防夹触发阈值中，有效降低了防夹功能误触发和功能失效的概率。

Description

一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法
【技术领域】
本发明涉及电动门窗的技术领域，特别是实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法的技术领域。
【背景技术】
随着人们购车时对汽车安全性指标认知的逐步提高，特别是针对有儿童单独乘车时，对儿童人身安全的主动防护功能配置的车型越来越受到消费者的青睐。比如，后排是否设置了安全座椅接口；车门是否设置了儿童锁装置；后备箱是否设置了安全逃生装置。
由于儿童天性好动的特点，单独乘坐时经常将肢体伸出窗外，驾驶人在主动关闭车窗时经常会发生夹伤事件的发生。因此电动门窗是否具有防夹功能是每个作为家长的购车人最关系的焦点功能。
传统的电动门窗防夹功能的实现有以下方案：1.检测电机电流瞬态值和变化率实现防夹目的；框图如说明书附图图1：M:为电机；R：为高精度采样电阻。实现方法概述：当电机驱动控制ECU在驱动电机转动时候，同时将电机实时工作电流通过高精度采样电阻变换为实时电压信号。当电压值达到防夹阀值或者电压变化率达到防夹阀值后，ECU将停止驱动电机动作。当采用瞬态电压值设定为防夹阈值时，由于电机启动电流过大，经常出现门窗卡死现象；特别是在我国北方地区，由于冬季和夏季温差较大，车窗自身阻力变化明显，经常出现夏季防夹功能失效，冬季车窗刚启动就自动防夹的问题。
2.基于检测电机转速的霍尔计数变化率的实现方案；框图如说明书附图图2：实现方法概述：当电机驱动控制ECU在驱动电机转动时候，安装在电机轴向上的旋转编码装置(霍尔码盘或者光电开关)将输出A,B向脉冲信号给电机驱动控制ECU的I/O口。ECU通过判断A,B向的相位差和逻辑运算，从而得到电机转速和旋转方向。当采用转速变化率设定为防夹阈值时，由于电机启动到速度稳定阶段的用时很短，造成电机转速变化率太大，容易出现启动卡死现象；为了避免该现象的发生，都会进行软件延时处理，也就是电机启动到最大转速的时间内，实际是没有防夹功能的；特别是在我国北方地区，由于冬季和夏季温差较大，车窗自身阻力变化明显，冬季车窗刚启动就自动防夹的问题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，能够有效降低了防夹功能失效和误触发的概率，提高了儿童乘车的安全系数。
为实现上述目的，本发明提出了一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，包括电机和与所述电机控制连接的电机驱动控制ECU，还包括用于采集所述电机工作电流的采样电阻及用于采集所述电机转速的旋转编码器，所述采样电阻与所述电机驱动控制ECU数据通信连接并将采集到的电流信号传输给所述电机驱动控制ECU，所述旋转编码器与所述电机驱动控制ECU数据通信连接并将其采集的转速信号传输给所述电机驱动控制ECU，还包括用于采集车外温度信号并与所述电机驱动控制ECU数据通信连接的的温度传感器；
预设所述电机防夹触发的阀值，所述阀值包括电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值；
所述电机驱动控制ECU同时检测所述采样电阻电流和所述旋转编码器转速信号，在进行数据运算和逻辑处理的同时接收所述温度传感器采集的车外温度数据，所述电机驱动控制ECU根据车外温度高低对所述电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值进行动态设置，从而实现自适应温度变化的防夹功能机制。
作为优选，所述的阈值动态设置步骤包括：步骤S1，判断T-T0是否大于0，式中T为所述温度传感器采集温度，T0为预设的基准阀值的基准温度；如结果大于0，则跳转至步骤S2；如结果小于0，则跳转至步骤S3；
步骤S2，运行公式A＝A0-K0_n*(T-T0)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数；
步骤S3，运行公式A＝A0+K0_n*(T0-T)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数；
步骤S4，触发阀值M修正为步骤S2或步骤S3中获得的A值。
作为优选，所述的旋转编码器为与所述电机旋转轴同步连接的霍尔码盘及用于采集所述霍尔码盘转速信号的霍尔元件。
作为优选，所述的旋转编码器为与所述电机旋转轴同步连接的光电码盘及用于采集所述光电码盘转速信号的光电管。
作为优选，所述的温度传感器为原车预设的户外温度的数据输出模块，其与所述电机驱动控制ECU通过总线通信连接。
作为优选，所述采样电阻为高精度电压转换电阻。
本发明一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法的有益效果：本发明将温度变差引起的门窗阻力因素动态补偿到防夹触发阈值中，有效降低了防夹功能误触发和功能失效的概率。本发明的防夹功能有温度自适应的便捷性，避免了车厂或者配件厂商针对出口到其他温度范围的国家车辆进行单独设计调教的工作，有效提高了工作效率，减少了重复性工作。同时提高了车辆通用性和可靠性。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法的结构示意图。
图2是本发明一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法的阈值动态设置流程图。
图3是背景技术中检测电机电流瞬态值和变化率实现防夹目的结构示意图。
图4是背景技术中基于检测电机转速的霍尔计数变化率的实现方案示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一：
参阅图1和图2，本发明一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹系统，包括电机4和与所述电机4控制连接的电机驱动控制ECU1，还包括用于采集所述电机4工作电流的采样电阻2及用于采集所述电机4转速的旋转编码器3，所述采样电阻2与所述电机驱动控制ECU1数据通信连接并将采集到的电流信号传输给所述电机驱动控制ECU1，所述旋转编码器3与所述电机驱动控制ECU1数据通信连接并将其采集的转速信号传输给所述电机驱动控制ECU1，还包括用于采集车外温度信号并与所述电机驱动控制ECU1数据通信连接的的温度传感器5；预设所述电机4防夹触发的阀值，所述阀值包括电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值；
所述电机驱动控制ECU1同时检测所述采样电阻2电流和所述旋转编码器3转速信号，在进行数据运算和逻辑处理的同时接收所述温度传感器5采集的车外温度数据，所述电机驱动控制ECU1根据车外温度高低对所述电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值进行动态设置，从而实现自适应温度变化的防夹功能机制。本发明将温度变差引起的门窗阻力因素动态补偿到防夹触发阈值中，有效降低了防夹功能误触发和功能失效的概率。本发明的防夹功能有温度自适应的便捷性，避免了车厂或者配件厂商针对出口到其他温度范围的国家车辆进行单独设计调教的工作，有效提高了工作效率，减少了重复性工作。同时提高了车辆通用性和可靠性。
具体的，所述阈值动态设置步骤包括：步骤S1，判断T-T0是否大于0，式中T为所述温度传感器5采集温度，T0为预设的基准阀值的基准温度；如结果大于0，则跳转至步骤S2；如结果小于0，则跳转至步骤S3；
步骤S2，运行公式A＝A0-K0_n*(T-T0)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数；
步骤S3，运行公式A＝A0+K0_n*(T0-T)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数。本发明通过两套公式，在车外温度高于或低于预设阀值下分别运行两套公式，便于根据车位温度调整电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值。其中K0_n及防夹阈值的修正系数可以根据需求设置，本领域技术人员可以根据玻璃重量，电机功率进行多次试验后得出相对该电动门窗的最佳修正系数；
步骤S4，触发阀值M修正为步骤S2或步骤S3中获得的A值。
所述旋转编码器3为与所述电机4旋转轴同步连接的霍尔码盘及用于采集所述霍尔码盘转速信号的霍尔元件；或为与所述电机4旋转轴同步连接的光电码盘及用于采集所述光电码盘转速信号的光电管。
所述温度传感器5为原车预设的户外温度的数据输出模块，其与所述电机驱动控制ECU1通过总线通信连接。节约成本，无需另设温度传感器。
所述采样电阻2为高精度电压转换电阻。
本发明工作过程：
本发明一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法在工作过程中，电机驱动控制ECU1同时检测所述采样电阻2电流和所述旋转编码器3转速信号，在进行数据运算和逻辑处理的同时接收所述温度传感器5采集的车外温度数据，所述电机驱动控制ECU1根据车外温度高低对所述电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值进行动态设置，从而实现自适应温度变化的防夹功能机制，有效降低了防夹功能失效和误触发的概率，提高了儿童乘车的安全系数。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，包括电机(4)和与所述电机(4)控制连接的电机驱动控制ECU(1)，其特征在于：还包括用于采集所述电机(4)工作电流的采样电阻(2)及用于采集所述电机(4)转速的旋转编码器(3)，所述采样电阻(2)与所述电机驱动控制ECU(1)数据通信连接并将采集到的电流信号传输给所述电机驱动控制ECU(1)，所述旋转编码器(3)与所述电机驱动控制ECU(1)数据通信连接并将其采集的转速信号传输给所述电机驱动控制ECU(1)，还包括用于采集车外温度信号并与所述电机驱动控制ECU(1)数据通信连接的的温度传感器(5)；
预设所述电机(4)防夹触发的阀值，所述阀值包括电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值；
所述电机驱动控制ECU(1)同时检测所述采样电阻(2)电流和所述旋转编码器(3)转速信号，在进行数据运算和逻辑处理的同时接收所述温度传感器(5)采集的车外温度数据，所述电机驱动控制ECU(1)根据车外温度高低对所述电流阈值、电流变化率阈值和电机转速阈值进行动态设置，从而实现自适应温度变化的防夹功能机制。
2.如权利要求1所述的一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，其特征在于，所述阈值动态设置步骤包括：步骤S1，判断T-T0是否大于0，式中T为所述温度传感器(5)采集温度，T0为预设的基准阀值的基准温度；如结果大于0，则跳转至步骤S2；如结果小于0，则跳转至步骤S3；
步骤S2，运行公式A＝A0-K0_n*(T-T0)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数；
步骤S3，运行公式A＝A0+K0_n*(T0-T)，式中A为经过补偿后的实际阈值，A0控制器预先设定的基准阈值，K0_n为对应不同温差下的防夹阈值的修正系数；
步骤S4，触发阀值M修正为步骤S2或步骤S3中获得的A值。
3.如权利要求1所述的一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，其特征在于：所述旋转编码器(3)为与所述电机(4)旋转轴同步连接的霍尔码盘及用于采集所述霍尔码盘转速信号的霍尔元件。
4.如权利要求1所述的一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，其特征在于：所述旋转编码器(3)为与所述电机(4)旋转轴同步连接的光电码盘及用于采集所述光电码盘转速信号的光电管。
5.如权利要求1所述的一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，其特征在于：所述温度传感器(5)为原车预设的户外温度的数据输出模块，其与所述电机驱动控制ECU(1)通过总线通信连接。
6.如权利要求1所述的一种实现自适应气温变化的电动门窗防夹方法，其特征在于：所述采样电阻(2)为高精度电压转换电阻。
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