自适应环境温度的汽车电动背门控制方法

摘要

本发明公开一种自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，采用电动背门系统，首先在电动背门系统中将环境温度范围划分为几个区域，确定与温度相关参数的基准值，当电动背门系统执行电动关门动作时，背门电机执行关门方向快速堵转动作，采集堵转电流值，建立堵转电流值与电机温度的对应关系，确定电机温度，该电机温度即环境温度，并判断目前环境温度的所属区域，与温度相关参数在不同区域有相应的补偿值，根据不同的环境温度，对与温度相关参数进行相应调整/补偿，即参数值=基准值±补偿值，实现不同环境温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化。本发明在电动背门的控制过程中自动调整参数，减少误动作，提高了系统动作性能。

权利要求

1.一种自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，适用于电动背门系统，其特征在于：首先在电动背门系统中将环境温度范围划分为几个区域，确定与温度相关参数的基准值，当电动背门系统执行电动关门动作后，背门电机再执行关门方向快速堵转动作，采集堵转电流值，建立堵转电流值与电机温度的对应关系，确定电机温度，该电机温度即环境温度，并判断目前环境温度的所属区域，与温度相关参数在不同区域有相应的补偿值，根据不同的环境温度，对与温度相关参数进行相应调整/补偿，即参数值 = 基准值 ± 补偿值，实现不同环境温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化。

2.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，其特征在于：所述堵转电流值与电机温度的对应关系采用绘制温度随堵转电流变化的曲线图，根据所述曲线图来确定堵转电流对应的电机温度。

3.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，其特征在于：所述与温度相关参数包括电动背门的开合速度参数、防夹参数、电机过热参数及故障检测参数。

4.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，具体步骤如下：

1）电动背门系统的背门电机执行电动关门动作，

2）判断是否处于半锁，若进入半锁，直接进入步骤3），若未进入半锁，判断是否处于全锁，如果进入全锁，直接进入步骤7），否则返回步骤1）；

3）背门电机停止电动关门；

4）执行电动上锁；

5）判断是否处于全锁，若进入全锁，直接进入步骤6），否返回步骤4）；

6)停止电动上锁，

7)背门电机执行关门方向快速堵转动作；

8）采集堵转电流，确定电机温度，该电机温度即环境温度；

9）判断温度区间，根据不同的环境温度，对各参数进行相应调整/补偿。

5.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，其特征在于：所述电动背门系统的电流检测电路采集堵转电流值，所述电流检测电路采用在背门电机回路中串联采样电阻，通过放大器放大采样电阻上的电压，通过电动背门系统的控制器根据电压差计算出背门电机的电流。

6.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，其特征在于：所述背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间小于等于1秒。

7.根据权利要求1所述的自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，其特征在于：所述背门电机快速堵转后逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电。

说明书

自适应环境温度的汽车电动背门控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于汽车电机控制领域，具体涉及一种自适应环境温度的汽车电动背门控制方法。

背景技术

[0002] 随着汽车技术领域的进步和操作舒适性需求的提高，不少汽车的背门（即尾门）已经升级为电动背门，用户通过操作遥控开关或电动背门操作开关向汽车背门控制单元输入命令，汽车背门控制单元接收命令后通过电机自动的控制汽车背门打开或关闭。为了确保在外界环境变化的情况下电动背门仍然能够动作流畅、满足动作时间要求，在现有技术中增加了速度控制方法；为了防止电动背门动作过程中的安全事故和保护机械结构不被损坏，在现有技术中增加了汽车背门防夹方法；为了在系统故障时可以执行保护动作，防止发生人身伤害或物品、系统受损，在现有技术中增加了故障检测方法；另外为了保障电动背门运动的连贯性，还增加了很多相关参数，根据背门和系统特性对这些参数进行调节和标定。

[0003] 但是在外界环境温度/电机温度变化时，电机性能及系统的物理特性能都会有一定变化，电动背门系统会因为参数的不匹配引起误动作，进而引起机械结构的损坏或人身伤害。如：速度控制参数无法适合变化了的温度时，可能会导致电动背门电动过程不流畅，电动动作时间无法满足客户要求；如：防夹参数按常温标定时，在高低温下有可能会出现防夹误判断，误动作，如果防夹参数考虑了高低温条件，在常温下就有可能因防夹力过大而引起客户报怨甚至引发物品或人身伤害；如：动作参数可能会因为不适合变化了的外界温度，而引起背门动作不连贯、过快、过慢等现象；及故障诊断参数能会因为不适合变化了的外界温度，而引起故障误判断，进而影响背门的电动过程，因此环境温度因素对整个电动背门的控制有着重要的影响。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，本发明在电动背门的控制过程中增加了对环境温度的自适应方法，使得在环境温度变化时，电动背门能够根据环境温度的自适应方法自动调整参数，减少误动作，提高系统动作性能，进而减小发生机械结构损坏和安全事故的几率。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0006] 一种自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，采用电动背门系统，其特征在于：首先在电动背门系统中将环境温度范围划分为几个区域，确定与温度相关参数的基准值，当电动背门系统执行电动关门动作时，背门电机执行关门方向快速堵转动作，采集堵转电流值，建立堵转电流值与电机温度的对应关系，确定电机温度，该电机温度即环境温度，并判断目前环境温度的所属区域，与温度相关参数在不同区域有相应的补偿值，根据不同的环境温度，对与温度相关参数进行相应调整/补偿，即在基准值的基础上增加或减小一个环境温度对应区域的补偿值，参数值 = 基准值 ± 补偿值，实现不同环境温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化。

[0007] 所述堵转电流值与电机温度的对应关系采用绘制温度随堵转电流变化的曲线图，根据所述曲线图来确定堵转电流对应的电机温度。

[0008] 所述与温度相关参数包括电动背门的开合速度参数、防夹参数、电机过热参数及故障检测参数，所述故障检测参数包括电机过电流（过负载）参数。

[0009] 具体步骤如下：

[0010] 1）电动背门系统的背门电机上电执行电动关门动作，

[0011] 2）判断是否处于半锁，若进入半锁，直接进入步骤3），若未进入半锁，判断是否处于全锁，如果进入全锁，直接进入步骤7），否则返回步骤1）；

[0012] 3）背门电机停止电动关门；

[0013] 4）执行电动上锁；

[0014] 5）判断是否处于全锁，若进入全锁，直接进入步骤6），否返回步骤3）；

[0015] 6)停止电动上锁，

[0016] 7)背门电机执行关门方向快速堵转动作；

[0017] 8）采集堵转电流，确定电机温度，该电机温度即环境温度；

[0018] 9）判断温度区间，根据不同的环境温度，对各参数进行相应调整/补偿。

[0019] 所述电动背门系统的电流检测电路采集堵转电流值，所述电流检测电路采用在背门电机回路中串联采样电阻，通过放大器放大采样电阻上的电压，通过电动背门系统的控制器根据电压差计算出背门电机的电流。

[0020] 所述背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间小于等于1秒。

[0021] 所述背门电机快速堵转后逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电。

[0022] 本发明的有益效果：本发明首先在电动背门系统中将环境温度范围划分为几个区域，确定与温度相关参数的基准值，与温度相关参数包括电动背门的开合速度参数、防夹参数、电机过热参数及故障检测参数，当电动背门系统执行电动关门动作时，背门电机执行关门方向快速堵转动作，采集堵转电流值，建立堵转电流值与环境温度的对应关系，确定环境温度，并判断目前环境温度的所属区域，各与温度相关参数在不同区域有相应的补偿值，根据不同的环境温度，对各与温度相关参数进行相应调整/补偿，即在基准值的基础上增加或减小一个环境温度区域对应的补偿值，实现不同环境温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化。本发明通过检测电机电流判断电机温度，电机温度越高电机堵转电流越小，电机温度越低电机堵转电流越大，节约了温度传感器的设置，降低了成本。由于电动背门系统执行电动关门动作时，电机处于停止状态，因此采集的电机温度与环境温度近似相等，该电机温度即环境温度。在不同环境温度下对与温度相关参数进行自动补偿，使得在温度变化时，电动背门的各操作能够自动调整参数，减少误动作，提高了电动背门系统动作性能，进而减小发生机械结构损坏和安全事故的几率，有效的提高了电动背门系统的动作性能，防止误动作，使得在不同的环境温度下，系统运行更安全、可靠。本发明不仅适用于汽车电动背门控制，还适用于其他受温度影响的电动门、窗。

[0023] 所述背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间小于等于1秒，防止了电机及控制器被损坏。

[0024] 所述背门电机堵转后逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电，以缓慢释放电机对背门的应力，如果堵转结束后立即断开电机两端的电源，背门会有反弹现象，这样会降低用户的舒适感。

附图说明

[0025] 图1是本发明电动背门系统的流程图；

[0026] 图2是发明电流检测电路的电路图；

[0027] 图3是本发明实施例1的控制流程图；

[0028] 图4是本发明实施例2的控制流程图；

[0029] 图5是本发明温度随堵转电流变化的曲线图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图对本发明作进一步地说明。

[0031] 参见图1至图5所示，自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，采用电动背门系统，首先在电动背门系统中将环境温度范围划分为几个区域，确定与温度相关参数的基准值，所述与温度相关参数包括电动背门的开合速度参数、防夹参数、电机过热参数及故障检测参数，所述故障检测参数是电机过电流（过负载）参数；当电动背门系统执行电动关门动作时，背门电机执行关门方向快速堵转动作，直至完全停止通电堵转一定时间后逐渐降低电机端电压，所述背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间小于等于1秒，本实施例中：所述背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间0.2秒；所述背门电机堵转后逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电，按照每隔一段时间降低一定电机端电压的方式逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电，以缓慢释放电机对背门的应力，如果堵转结束后立即断开电机两端的电源，背门会有反弹现象，防止了背门突然变形，发出声响，降低了用户的使用感受。本实施例：每100ms降低1V电机端电压，直至降低到0V时停止。所述电动背门系统的电流检测电路采集堵转电流值，所述电流检测电路采用在背门电机回路中串联采样电阻，通过放大器放大采样电阻上的电压，通过电动背门系统的控制器根据电压差计算出背门电机的电流。通过多次实验进行标定与测试得出堵转电流值与电机温度的对应关系，所述堵转电流值与电机温度的对应关系采用绘制温度随堵转电流变化的曲线图，根据所述曲线图来确定堵转电流对应的电机温度，确定电机温度，该电机温度与环境温度近似相等，参见图5所示，如果电动背门系统检测的电流为25A时，根据图5的温度-电流关系，可以推测电机的温度约为55℃，即环境温度为55℃。还可以通过电机电流上升到堵转电流的时间判断环境温度。判断目前环境温度的所属区域，与温度相关参数在不同区域有相应的补偿值，根据不同的环境温度，对与温度相关参数自动进行相应调整/补偿，即在基准值的基础上增加或减小一个环境温度区域对应的补偿值，参数值 = 基准值 ± 补偿值，各与温度相关参数在不同环境温度区域对应的补偿值是经过多次实验进行标定与测试得出，通过该补偿值能够弥补环境变化对各与温度相关参数的影响，实现不同环境温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化，减少了误动作，提高了电动背门系统动作性能。

[0032] 具体步骤如下：

[0033] 1）电动背门系统的背门电机上电执行电动关门动作，

[0034] 2）判断是否处于半锁，若进入半锁，直接进入步骤3），若未进入半锁，判断是否处于全锁，如果进入全锁，直接进入步骤7），否则返回步骤1）；

[0035] 3）背门电机停止电动关门；

[0036] 4）执行电动上锁；

[0037] 5）判断是否处于全锁，若进入全锁，直接进入步骤6），否返回步骤3）；

[0038] 6)停止电动上锁，

[0039] 7)背门电机执行关门方向快速堵转动作，背门电机执行关门方向快速堵转动作的时间小于等于1秒，背门电机堵转后逐渐降低背门电机端电压，直至完全停止通电；

[0040] 8）采集堵转电流，确定电机温度，该电机温度即环境温度；

[0041] 9）判断温度区间，根据不同的环境温度，对各参数进行相应调整/补偿。

[0042] 在电动背门系统中设置与温度相关参数的基准值，使用过程中根据判断出的电机/环境温度在基准值的基础上增加一个补偿值，实现不同温度下自动变化参数值，使电动背门系统自动适应温度变化，即，参数值 = 基准值 ±补偿值。

[0043] 所述电动背门系统包括括背门控制单元、背门防夹传感器单元、警示单元、背门门锁单元、背门驱动机构单元、用户开关单元和供电电源。所述背门控制单元包括MCU、开关信号检测电路、A/D检测电路、霍尔信号检测电路、通信电路、第一背门电机驱动电路、第二背门电机驱动电路、第一门锁电机驱动电路、第二门锁电机驱动电路、电源管理电路、警示驱动电路，所述开关信号检测电路用于采集背门用户开关信号和背门门锁开关信号并传递给MCU；所述A/D检测电路用于采集背门防夹传感器信号并传递给MCU；所述霍尔信号检测电路用于采集背门霍尔信号传递给MCU，用于读取和记录背门的位置；所述MCU通过通信电路与车身网络连接，用于获得车辆状态信息；所述MCU用于接收背门用户开关信号，结合车辆状态信息、背门状态进行逻辑判断，输出控制信号分别给第一背门电机驱动电路、第二背门电机驱动电路；所述第一背门电机驱动电路与左侧电动撑杆电连接，用于驱动左侧电动撑杆，所述第二背门电机驱动电路与右侧电动撑杆电连接，用于驱动左侧电动撑杆，通过双侧驱动的电动撑杆实现背门自动开启和关闭；所述第一门锁电机驱动电路与背门门锁上锁电机电连接，所述第二门锁电机驱动电路与背门门锁解锁电机电连接。所述警示驱动电路与MCU连接，用于背门自动运行时或者背门异常时，控制警示单元提示用户注意安全。

[0044] 所述电动背门系统有速度反馈控制功能，所述电动背门的速度受负载温度变化影响，在偏离预先设定的速度时，对电机输出进行调整，使得在不同负载条件下背门可以按照预先设定的速度电动打开或关闭；当背门低于预先设定的速度时，按一定参数增加电机的输出，使背门速度加快，所述参数即基准值+补偿值；当背门高于预先设定的速度时，按一定参数降低电机的输出，使背门速度减慢，所述参数即基准值-补偿值；当背门等于预先设定的速度时，保持电机的输出不变。

[0045] 所述电动背门系统有防夹控制功能，可以在背门电动开关过程中夹到或撞到人或物品时，停止电动动作或使背门电动反向动作，以避免人身伤害或物品损坏。在背门开关过程中，电动背门系统的控制器根据电机转矩是否超过防夹参数，来判断是否夹到或撞到人或物品，停止电动动作或使背门电动反向动作。所述电动背门系统的防夹参数与温度变化相关，以与温度相关的防夹参数为例，假设其基准为 PrApBase，不同温度对应的补偿值为Pr1，Pr2，Pr3……Prn，温度为x℃时系统的防夹参数PrAp为：PrAp = PrApBase + Prx ；其中Prx为x℃对应的补偿值。

[0046] 所述电动背门系统有电机过热保护功能，监视背门电机的动作时间及动作电流得出电机动作时的温度，计算出的“电机动作温度”超过相应阈值时判断电机过热，在电机过热时，停止电动动作，以避免电机烧毁事。“电机动作温度”=(“电机动作时间之和”ד升温参数”) – (“电机停止时间之和”*“降温参数”)；“升温参数”与“降温参数”根据“参数值” = “基准值”± “补偿值”进行调整。

[0047] 所述故障检测参数包括电机过电流（过负载）参数，电机电流超过相应阈值时判断电机过电流。过电流阈值参数值根据“参数值” = “基准值” ± “补偿值”进行调整。

[0048] 汽车电动背门启动时有两种情况，一种是电动背门关闭到全闭附近，另一种是背门系统上电时或从休眠状态唤醒后，且背门处于全闭上锁状态。下面分别对这两种情况进行操作说明：

[0049] 实施例1

[0050] 参见图3所示，自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，当电动背门关闭到全闭附近时：

[0051] 1）电动背门系统的背门电机上电执行电动关门动作，

[0052] 2）判断是否处于半锁，若进入半锁，直接进入步骤3），若未进入半锁，判断是否处于全锁，如果进入全锁，直接进入步骤7），否则返回步骤1）；

[0053] 3）背门电机停止电动关门；

[0054] 4）执行电动上锁；

[0055] 5）判断是否处于全锁，若进入全锁，直接进入步骤6），否返回步骤3）；

[0056] 6)停止电动上锁，

[0057] 7)背门电机执行关门方向快速堵转动作，堵转一定时间后逐渐降低电机端电压，直至完全停止通电；

[0058] 8）采集堵转电流，确定电机温度，该电机温度即环境温度；

[0059] 9）判断温度区间，根据不同的环境温度，对各参数进行相应调整/补偿。

[0060] 实施例2

[0061] 参见图4所示，自适应环境温度的汽车电动背门控制方法，当背门系统上电时或从休眠状态唤醒后，且背门处于全闭上锁状态时：

[0062] 1）电动背门系统的背门电机上电或唤醒执行电动关门动作，

[0063] 2）判断是否处于半锁，若进入半锁，直接进入步骤3），若未进入半锁，判断是否处于全锁，如果进入全锁，直接进入步骤6），否则返回步骤1重新判断是否进入半锁）；

[0064] 3）执行电动上锁；

[0065] 4）判断是否处于全锁，若进入全锁，直接进入步骤5），否返回步骤3）；

[0066] 5）停止电动上锁；

[0067] 6）背门电机执行关门方向快速堵转动作，堵转一定时间后逐渐降低电机端电压，直至完全停止通电；

[0068] 7）采集堵转电流，确定电机温度，该电机温度即环境温度；

[0069] 8）判断温度区间，根据不同的环境温度，对各参数进行相应调整/补偿。