| 专利名称： | 一种应用于汽车自动天窗的防夹方法及防夹控制器 | ||
| 专利名称(英文)： | Anti-pinch method and anti-pinch controller applied to automatic automobile skylight | ||
| 专利号： | CN201410842604.0 | 申请时间： | 20141230 |
| 公开号： | CN104653032A | 公开时间： | 20150527 |
| 申请人： | 重庆集诚汽车电子有限责任公司 | ||
| 申请地址： | 401336 重庆市南岸区江溪路11号11-3号A3层第3层 | ||
| 发明人： | 钟正青; 王志; 曾建军 | ||
| 分类号： | E05F15/75; B60R21/02 | 主分类号： | E05F15/75 |
| 代理机构： | 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 | 代理人： | 赵荣之 |
| 摘要： | 本发明公开了一种应用于汽车自动天窗的防夹方法，该方法具体为：判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。本发明在天窗关闭的行程中，控制器不断检测运行的阻力，一旦判断到阻力大于一个最初设定的阈值时立即停止关闭动作，并自动回退到打开最大位置。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses an anti-pinch method applied to an automatic automobile skylight. The method specifically comprises the following steps : whether the augmented resistance value is greater than a set threshold value is judged, and when the augmented resistance value is greater than the set threshold value, a controller controls the skylight to move in an opening direction until the skylight is completely opened; the augmented resistance value is a resistance value converted by an automobile speed plus the augmented resistance value of a motor during the opening process of the skylight, and the augmented resistance value of the motor is equal to the corresponding resistance value of the motor during the opening process of the skylight minus a corresponding initial resistance value during the opening process of the skylight. During the closing process of the skylight, the resistance of operation is continuously detected by the controller, the closing action is instantly stopped once the resistance is greater than the initially set threshold value, and then the skylight is automatically returned back to a maximum opening position. | ||
1.一种应用于汽车自动天窗的防夹方法，其特征在于：该方法具体为 判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向 打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开 过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去 天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。
2.根据权利要求1所述的应用于汽车自动天窗的防夹方法，其特征在于：所述初始阻力值 根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化。
3.一种应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：包括ECU单元和与ECU单元连 接的电机单元，所述ECU单元与电机单元一体化设计，所述ECU单元包括CPU单元和用于 采集天窗打开过程中电机单元电流的电流采集单元和电机单元运行转速的霍尔单元，所述 CPU单元包括用于采集行车速度的车速采集单元；用于根据车速值转换成的阻力值、天窗打 开过程中电机电流和电机转速转换成的电机阻力值是否需要采取防夹措施的控制单元。
4.根据权利要求3所述的应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：判断是否需要 采取防夹措施的方法为： 判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向 打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开 过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去 天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。
5.根据权利要求3所述的应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：所述防夹控制 器还包括用于根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化初始阻力值的自适应学习单 元。
1.一种应用于汽车自动天窗的防夹方法，其特征在于：该方法具体为 判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向 打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开 过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去 天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。
2.根据权利要求1所述的应用于汽车自动天窗的防夹方法，其特征在于：所述初始阻力值 根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化。
3.一种应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：包括ECU单元和与ECU单元连 接的电机单元，所述ECU单元与电机单元一体化设计，所述ECU单元包括CPU单元和用于 采集天窗打开过程中电机单元电流的电流采集单元和电机单元运行转速的霍尔单元，所述 CPU单元包括用于采集行车速度的车速采集单元；用于根据车速值转换成的阻力值、天窗打 开过程中电机电流和电机转速转换成的电机阻力值是否需要采取防夹措施的控制单元。
4.根据权利要求3所述的应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：判断是否需要 采取防夹措施的方法为： 判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向 打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开 过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去 天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。
5.根据权利要求3所述的应用于汽车自动天窗的防夹控制器，其特征在于：所述防夹控制 器还包括用于根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化初始阻力值的自适应学习单 元。
翻译：技术领域
本发明属于汽车电子领域，特别涉及一种应用于汽车自动天窗的防夹方法及防夹控制器。
背景技术
随着汽车的普及，人们对汽车的安全性方面也越来越重视。在天窗、天窗控制系统中， 汽车电动天窗、天窗具备防夹功能成为系统的必需要求。当天窗关闭过程中遇到障碍物(如手、 头等)时可以自动后退到底，从而可以避免事故的发生，天窗防夹功能对汽车的安全性能而言 是一种十分人性化的设计。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于汽车自动天窗的防夹方法及防夹控制器。
本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种应用于汽车自动天窗的防夹方法， 具体为：判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控 制天窗向打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上 天窗打开过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻 力值减去天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。
进一步，所述初始阻力值根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化。
本发明的目的之二是通过这样的技术方案实现的，一种应用于汽车自动天窗的防夹控制 器，包括ECU单元和与ECU单元连接的电机单元，所述ECU单元与电机单元一体化设计， 所述ECU单元包括控制单元和用于采集天窗打开过程中电机单元电流的电流采集单元，所述 ECU单元包括
用于采集行车速度的速度采集单元；
用于根据车速值转换成的阻力值、天窗打开过程中电机电流和电机转速转换成的电机阻 力值是否需要采取防夹措施的控制单元。
进一步，判断是否需要采取防夹措施的方法为：判断阻力增量值是否大于设定的阈值， 当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制天窗向打开的方向运动，直至天窗完全打开； 所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天窗打开过程中电机阻力值增量，所述电机阻力 值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力值减去天窗正常打开过程中所对应的初始阻力 值。
进一步，所述防夹控制器还包括用于根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化初 始阻力值的自适应学习单元。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明在天窗关闭过程中可以检测是否有物体阻碍天窗运行，并在达到一定的防夹力后 自动回退功能。
在天窗关闭的行程中，控制器不断检测运行的阻力，一旦判断到阻力大于一个最初设定 的阈值时立即停止关闭动作，并自动回退到打开最大位置。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的 详细描述，其中：
图1为防夹控制器的结构框图；
图2为防夹控制器的结构图；
图3为天窗具备防夹功能的两个区域。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为 了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
一种应用于汽车自动天窗的防夹控制器，天窗运行的控制电机为工作额定电压13.5V， 额定电流2A的直流小电机。控制器PCBA板和电机集成为一体，通过一系列机械结构将电 机的正、反转动作转换为天窗的打开和关闭动作。防夹功能是在天窗自动关闭过程中通过判 断运行力的大小，控制停止关闭动作，并回退的软件设计。
根据上述思想，本发明提出一种应用于汽车自动天窗的防夹控制器，包括ECU单元和与 ECU单元连接的电机单元，所述ECU单元与电机单元一体化设计，所述ECU单元包括控制 单元和用于采集天窗打开过程中电机单元电流的电流采集单元，所述ECU单元包括
用于采集行车速度的速度采集单元；
用于根据车速值转换成的阻力值、天窗打开过程中电机电流和电机转速转换成的电机阻 力值是否需要采取防夹措施的控制单元。在本实施例中电流采集单元为霍尔元件。
进一步，所述防夹控制器还包括用于根据每次天窗正常打开所对应的阻力值不断变化初 始阻力值的自适应学习单元。
所述电机单元包括电机9、电机磁环4和霍尔元件5，电机的正负接线端子分别通过继电 器3与ECU单元的控制端连接。
所述电机的轴6上设置有齿轮7，所述电机磁环固定在电机的轴上且电机磁环位于电机与 齿轮之间；所述霍尔元件与电机磁环相对设置，用于检测电机磁环上的电流；所述霍尔元件 的输出端与控制单元连接；所述齿轮与天窗的软轴8啮合，齿轮带动软轴转动。
根据天窗控制电机的结构需求，设计PCB板，PCB板上的霍尔元件必须对准与电机电枢 上的磁环，电机转动时磁环的转动会在霍尔元件上感应出高低变化的方波数字信号。数字信 号具有正传和反转的方向性，对应天窗的起翘打开、起翘关闭、水平打开和水平关闭动作； 数字信号的波形频率就对应电机的运行速度。ECU单元采集霍尔信号就能实时得到天窗运行 的方向和速度。
ECU单元通过继电器控制电机的正反端子，正端接通电源正极，负端子接通电源负极电 机就正传，天窗动作为起翘关闭和水平打开；正端子接通电源负极，负端子接通电源正极电 机就反转，天窗动作为水平关闭和起翘打开。ECU单元通过判断继电器的开闭状态就能判断 天窗的运行位置；并且，防夹功能只在水平关闭和起翘关闭过程中有效。
ECU单元在运行过程中采集到继电器输出的电流大小对应运行力的大小，也就是阻力的 大小。ECU单元记录通常环境下电机运行的阻力作为基础力；天窗起翘打开和水平打开过程 中不断更新这个基础力，作为防夹功能中防夹力判断的初始阻力值。
ECU单元采集整车总线上ABS控制器输出的车速信号，通过线性算法将汽车运行中的 风阻叠加在初始阻力值。使控制器不至于在风的阻力过大时误判断，造成天窗关闭时没有物 体阻挡也自动防夹，关闭不了。
在天窗起翘关闭和水平关闭过程中，控制器进入防夹增量判断过程。霍尔信号的方波宽 度反应出电机运行的速度，综合采样到的电机运行的电流值，能得出电机运行的阻力值。
电机运行的阻力值减去初始阻力值为电机阻力增量值，电机阻力增量值加上车速转换成 的阻力值就为防夹力的增量，防夹力的增量超过100N时，控制器首先控制继电器关闭，天 窗停止运行，然后控制天窗反方向运行到打开最大位置。
基于上述防夹天窗控制器，本发明还提出一种应用于汽车自动天窗的防夹方法，方法具 体为：判断阻力增量值是否大于设定的阈值，当阻力增量值大于设定的阈值时，控制器控制 天窗向打开的方向运动，直至天窗完全打开；所述阻力增量值为车速转换成的阻力值加上天 窗打开过程中电机阻力值增量，所述电机阻力值增量等于天窗打开过程中所对应的电机阻力 值减去天窗正常打开过程中所对应的初始阻力值。所述初始阻力值根据每次天窗正常打开所 对应的阻力值不断变化。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可 以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修 改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变 型在内。
