汽车电动行李箱门控制器的制作方法

本实用新型属于电子控制技术领域，具体涉及一种汽车电动行李箱门控制器。

背景技术：

电动行李箱门，英文全称为Power Lift Gate，或Electric Trunk Gate，以下简称PLG，控制器，英文全称Electric Control Unit，以下简称ECU。PLG具有电动打开、关闭，智能钥匙一键开启、关闭，且电动动作中具备检测障碍物和防夹反转的功能。而设定PLG电动打开高度的功能，可以依据车主意愿在设计允许范围内自行设定PLG每次电动打开的高度，避免了车主担心PLG电动打开高度过高而撞到车库墙壁的风险，为人们对PLG的使用上提供了更大的舒适和便利。设定PLG电动打开高度的功能，属于用户体验提升的功能设计。

目前市场上PLG控制器控制PLG电动打开高度的方式为车主通过在多媒体面板上选择需要的打开高度，可以实现每次电动打开时达到用户选择的高度即可。传统PLG控制器针对某一个用户而言，的确起到舒适、方便的作用，针对家庭两个或多个成员则无法体现PLG系统的前瞻性，例如，当某用户设定了PLG的打开高度以后，如果车主的其他家庭成员在使用PLG电动打开功能时，由于身高的差异，无法通过操作行李箱门护板上的开关进行电动关门操作，而必须拿出遥控钥匙进行电动关门操作，或者到驾驶员座位操作行李箱门按键进行电动关门。且传统PLG控制器在PLG驱动机构的电机任一电源输入端上使用FET虽然实现了PWM控制，但在PWM控制期间，电机被瞬间通电、断电，即，电机启动或停止瞬间，由于电机为感性元件，会使得PWM波形产生“尖峰”、“毛刺”等不良现象；同时，FET通电和断电瞬间，由于电机产生强大的反向电动势，会造成PWM期间电机动作“卡顿”（电机一走一停的现象），该问题对电机速度控制的“流畅”、“平滑”有很大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种汽车电动行李箱门控制器，其通过将设定的PLG打开高度信息与用户携带的智能钥匙信息配对保存，实现了不同用户在打开PLG时，PLG打开高度与各个用户设定的高度保持一致，舒适性更好，且方便设定行李箱打开高度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种汽车电动行李箱门控制器，包括供电电源、MCU模块、开关检测模块、信号检测模块、通讯控制模块、自吸合锁模块、PLG电机驱动模块、报警电路，所述供电电源用于给控制器供电；所述MCU模块通过通讯控制模块与车身网络连接，用于获取车辆状态信息；所述信号检测模块用于检测自吸合锁开关信号、防夹胶条信号和PLG驱动机构的电机霍尔信号，并传递给MCU模块；所述开关检测模块用于检测PLG打开高度设定请求、电源档位状态信号、PLG控制开关信号，并传递给MCU模块；所述MCU模块与智能钥匙控制器通讯，用于接收智能钥匙控制器发送的智能钥匙信息以及控制信息；所述MCU模块用于接收开关检测模块发送的PLG打开高度设定请求，并根据电源档位状态信号、霍尔信号、车辆状态信息，判定PLG打开高度设定请求是否允许被执行，当PLG打开高度设定请求允许被执行时，MCU模块用于将用户携带的智能钥匙控制器发送的智能钥匙信息与设定的PLG打开高度信息配对并保存；所述MCU模块用于接收开关检测模块发送的PLG控制开关信号，并根据电源档位状态信号、霍尔信号、车辆状态信息，判定PLG控制请求是否允许被执行，当PLG控制请求允许被执行时，MCU模块用于对用户携带的智能钥匙控制器发送的智能钥匙信息进行确认，然后输出控制信号给PLG电机驱动模块，通过PLG电机驱动模块控制PLG驱动机构的电机，执行与该智能钥匙信息相匹配的PLG打开高度；同时MCU模块用于输出控制信号给自吸合锁模块，控制自吸合锁电机的工作状态；所述MCU模块用于驱动报警电路发出提示音。检测自吸合锁信号：用于确认是否可以电动开启行李箱或者行李箱是否关闭完好；防夹胶条信号：确认是否有障碍物阻碍行李箱的运行，从而确定是否需要执行防夹功能。霍尔信号：用于确认行李箱当前的位置。

PLG驱动机构包括双侧电动撑杆、单侧电动撑杆、双侧电动铰链、单侧电动铰链等一类用来驱动行李箱打开的机构。

所述PLG电机驱动模块采用H桥电机驱动电路，PLG驱动机构的电机采用H全桥控制，从而保证PWM波形品质。

所述PLG电机驱动模块的H桥电路的第一场效应管的源极、第二场效应管的源极与电源正极之间设有稳压、滤波电路，设有具有蓄电能力的稳压、滤波电路，用于实现对电机电压补偿，用于电机两端断电后持续向电机供电，实现电机两端电压缓慢变化，所述H桥电路的第三场效应管的源极、第四场效应管的源极均接地，所述H桥电路的第一场效应管的漏极、第三场效应管的漏极均与电机的一端连接，所述H桥电路的第二场效应管的漏极、第四场效应管的漏极均与电机的另一端连接。

所述第一场效应管的源极、第二场效应管的源极与电源正极之间设有继电器，所述MCU模块用于输出控制信号给H桥控制电路，控制继电器的通电或断电，控制H桥电源的通断。H桥控制电路包括三极管，所述三极管的基极与MCU模块连接，所述三极管的集电极与电源正极连接，所述三极管的发射极与继电器线圈的一端连接，继电器线圈的另一端接地。

稳压、滤波电路中的稳压电路包括稳压二极管和第五场效应管，所述第五场效应管的漏极连接电源正极，电源正极经过电阻后连接稳压二极管的负极，稳压二极管的负极连接第五场效应管的控制端栅极，稳压二极管的正极接地，所述第五场效应管的源极为输出端，用于与滤波电路、第一场效应管的源极、第二场效应管的源极连接。

所述稳压、滤波电路中的滤波电容包括电解电容、陶瓷电容，所述电解电容、陶瓷电容并联，所述电解电容的正极与稳压电路的输出端、第一场效应管的源极、第二场效应管的源极连接，所述电解电容的负极接地。

继电器的触点一端与第五场效应管的源极连接，另一端与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极、电解电容的正极连接。

所述H桥电机驱动电路的H桥电路的第一场效应管的栅极与第三场效应管的栅极之间设置非门逻辑电路，使第一场效应管与第三场效应管不能同时导通，所述H桥电路的第二场效应管的栅极与第四场效应管的栅极之间设置非门逻辑电路，使第二场效应管、第四场效应管不能同时导通。

通讯控制模块用于提供LIN或CAN通讯。通讯控制模块检测来自总线的操作开关信号、电源档位信号、车速信号等与PLG工作相关的总线信号。

所述MCU模块具备存储两组或两组以上智能钥匙和PLG打开高度配对信息的存储空间单元。

报警电路采用蜂鸣器或扬声器。蜂鸣器或扬声器可以在汽车电动行李箱门控制器检测到需要提示用户时，给用户发出提示音，告知用户当前的操作是否正确或PLG系统是否异常。

所述供电电源包括电源模块，所述电源模块的输入端与车身电源连接，所述电源模块的输出端用于输出12V直流电源和5V直流电源，用于分别给电机、控制器供电。12V电源给撑杆电机、自吸合锁单元供电，5V电源给其他模块供电。

开关检测模块检测车身连接给ECU的驾驶侧开关、行李箱护板开关、行李箱牌照灯下方开关、电源档位开关包括IGN开关、ACC开关等所有电源档位的实体开关等一类通过实体线从车身直接连接到ECU的开关。

自吸合锁控制模块检测行李箱当前的上锁和解锁状况传递给信号检测模块。

所述开关检测模块分别连接有PLG打开高度设定开关、电源档位开关、PLG控制开关，所述开关检测模块用于检测PLG打开高度设定开关的开关状态，输出PLG打开高度设定请求给MCU模块，所述开关检测模块用于检测电源档位开关的开关状态，输出电源档位状态信号给MCU模块，所述开关检测模块用于检测PLG控制开关的开关状态，输出PLG控制开关信号给MCU模块。

本实用新型的有益效果是：由于本汽车电动行李箱门控制器通过将设定的PLG打开高度信息与用户携带的智能钥匙信息配对保存，实现了不同用户在打开PLG时，PLG打开高度与各个用户设定的高度保持一致，舒适性更好，从而使PLG产品品质更高，产品更具有前瞻性和竞争力。且通过警示装置，及时告知用户操作是否成功，提高实用性。

本汽车电动行李箱门控制器还采用CAN总线或LIN总线获取车辆的信息对是否记忆PLG打开高度进行了逻辑判定，提升了控制方案的合理性。

本汽车电动行李箱门控制器的PLG电机驱动模块采用H桥设计提升PWM波形品质，对PLG动作的速度控制更优，且所述PLG电机驱动模块的H桥电路的第一场效应管的源极、第二场效应管的源极与电源正极之间设有稳压、滤波电路，用于电机两端断电后持续向电机供电。理想的PWM控制会产生方波，本实用新型通过设置稳压、滤波电路，在PWM控制期间，电机断电后稳压、滤波电路会持续向电机供电，使电机两端的电压缓慢下降至断电，在较短时间内，电机两端的电压又再次缓慢恢复，从而实现较小的反向电动势，PWM波形品质较好，使PWM控制稳定。H桥电源端设置的稳压、滤波电路解决了PWM波形出现“尖峰”、“毛刺”以及不流畅、不平滑的问题，实现电机速度控制的流畅性、平滑性，在PWM期间不会出现电机动作“卡顿”（电机一走一停的现象）问题。

总之，稳压、滤波电路稳定PWM波形品质（没有稳压、滤波电路时，PWM波形的电平是凹凸甚至尖刺很多），并向H桥补偿电压，实现电机速度控制的流畅性、平滑性。且可以滤除突然上电和突然断电时电压尖峰、毛刺，在H桥PWM控制期间，FET断开时，通过滤波电路中的蓄电能力向H桥放电，补偿电机两端的电压。

所述第一场效应管的源极、第二场效应管的源极与电源正极之间设有继电器，所述MCU模块用于输出控制信号给H桥控制电路，控制继电器的通电或断电，控制H桥电源的通断，设置继电器是为了安全性设计，安全体现在：1、避免H桥一端长时间保持大电压存在；2、如果H桥控制之前，出现电路的短路等问题，可以避免损害FET元件；3、因为继电器本身存在继电器短路故障检测，因此，继电器元件可以用在此处提升硬件设计的安全性。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的汽车电动行李箱门控制器的硬件系统框架示意图；

图2为本实用新型的H桥电机驱动电路的电路示意图；

图3为本实用新型PLG打开高度的控制流程示意图。

具体实施方式

为进一步地了解本实用新型的

技术实现要素：
，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

参见图1和图2，一种汽车电动行李箱门控制器，包括供电电源、MCU模块、开关检测模块、信号检测模块、通讯控制模块、自吸合锁模块、PLG电机驱动模块、报警电路，所述供电电源用于给控制器供电；所述MCU模块通过通讯控制模块与车身网络连接，用于获取车辆状态信息；所述信号检测模块用于检测自吸合锁开关信号、防夹胶条信号和PLG驱动机构的电机霍尔信号，并传递给MCU模块；所述开关检测模块用于检测用户操作开关如电源档位开关（如IGN、ACC等）和PLG控制开关（如驾驶侧开关、牌照灯开关等）的状态，并将PLG打开高度设定请求、电源档位状态信号、PLG控制开关信号传递给MCU模块。所述MCU模块与智能钥匙控制器通讯，用于接收智能钥匙控制器发送的智能钥匙信息以及控制信息。

所述MCU模块用于接收开关检测模块发送的PLG打开高度设定请求，并根据电源档位状态信号、霍尔信号、车辆状态信息，判定PLG打开高度设定请求是否允许被执行，当PLG打开高度设定请求允许被执行时，MCU模块用于将此时用户携带的智能钥匙信息与设定的PLG打开高度信息配对并保存；所述MCU模块用于接收开关检测模块发送的PLG控制开关信号，并根据电源档位状态信号、霍尔信号、车辆状态信息，判定PLG控制请求是否允许被执行，当PLG控制请求允许被执行时，MCU模块用于对用户携带的智能钥匙信息进行确认，然后输出控制信号给PLG电机驱动模块，通过PLG电机驱动模块控制PLG驱动机构的电机，执行与该智能钥匙信息相匹配的PLG打开高度；同时MCU模块用于输出控制信号给自吸合锁模块，控制自吸合锁电机的工作状态；所述MCU模块用于驱动报警电路发出提示音。PLG驱动机构包括双侧电动撑杆、单侧电动撑杆、双侧电动铰链、单侧电动铰链等一类用来驱动行李箱打开的机构。所述自吸合锁模块用于控制自吸合锁单元的电机。自吸合锁控制模块检测行李箱当前的上锁和解锁状况传递给信号检测模块。

所述PLG电机驱动模块采用H桥电机驱动电路，PLG驱动机构的电机采用H全桥控制，从而保证PWM波形品质。所述PLG电机驱动模块的H桥电路的第一场效应管的源极、第二场效应管的源极均经继电器的触点连接电源正极，所述H桥电路的第三场效应管的源极、第四场效应管的源极均接地，所述H桥电路的第一场效应管的漏极、第三场效应管的漏极均与电机的一端连接，所述H桥电路的第二场效应管的漏极、第四场效应管的漏极均与电机的另一端连接，所述MCU模块用于输出控制信号给H桥控制电路，控制继电器的通电或断电，从而使MCU的小功率回路与H桥的大功率回路分开。

H桥控制电路包括三极管，所述三极管的基极与MCU模块连接，所述三极管的集电极与电源正极连接，所述三极管的发射极与继电器线圈的一端连接，继电器线圈的另一端接地。所述第一场效应管的源极、第二场效应管的源极与电源正极之间设有稳压、滤波电路，用于电机两端断电后持续向电机供电。所述稳压、滤波电路包括稳压二极管和第五场效应管，所述第五场效应管的漏极连接电源正极，电源正极经过电阻后连接稳压二极管的负极，稳压二极管的负极连接第五场效应管的控制端栅极，稳压二极管的正极接地，所述第五场效应管的源极与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极之间设置电解电容、陶瓷电容，所述电解电容、陶瓷电容并联，所述电解电容的正极与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极连接，所述电解电容的负极接地。本实施例的所述第五场效应管的源极与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极之间设有第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3并联，所述第一电容C1的正极、第二电容C2的正极与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极连接，所述第一电容C1的负极、第二电容C2的负极接地。第一电容C1、第二电容C2为电解电容。第三电容C3为陶瓷电容。本实施例的继电器的触点设置在第五场效应管的源极与第一场效应管的源极、第二场效应管的源极之间。

稳压、滤波电路原理：电路首次上电时，稳压、滤波电路可自动蓄电；当H桥关断，电路馈电时，稳压、滤波电路可向H桥补偿电压，从而使电机两端断电瞬间，仍有缓慢降低的电压，向其供电。电机两端通电瞬间，有缓慢升高的电压，使电机平稳启动。稳压、滤波电路具备稳压效果，能够蓄电、放电，具有一定的EMC能力。理想的PWM控制会产生方波，但是如果没有稳压、滤波电路，PWM控制期间，电机两端的电压瞬间被切断，电机断电时会产生强大的反向电动势，严重干扰PWM波形；如果有稳压、滤波电路，PWM控制期间，电机两端的电压则会缓慢下降至断电，从而实现较小的反向电动势，PWM波形品质较好。稳压、滤波电路实现“电机两端电压缓慢下降”的原理是：电机两端断电后，稳压、滤波电路会持续向电机供电，即，电机两端电压减小，而并非断电；在较短时间内，电机两端的电压又再次缓慢恢复。较短时间的定义：与PWM的频率和占空比有关。

所述H桥电机驱动电路的H桥电路的第一场效应管的栅极与第三场效应管的栅极之间设置非门逻辑电路，使第一场效应管与第三场效应管不能同时导通，所述H桥电路的第二场效应管的栅极与第四场效应管的栅极之间设置非门逻辑电路，使第二场效应管、第四场效应管不能同时导通，从而避免了H桥的短路。避免了MCU控制逻辑错误或调试软件过程中，造成H桥短路烧毁，确保不会造成H桥短路烧毁的原因是，非门逻辑电路从电路设计上实现了：不允许控制端1和控制端3，控制端2和控制端4两两同时导通，即使软件逻辑不正确，硬件设计上也是不可能使短路现象发生的，大大提升本控制器的安全性能。

通讯控制模块用于提供LIN或CAN通讯。通讯控制模块检测来自总线的操作开关信号、电源档位信号、车速信号等与PLG工作相关的总线信号。

所述MCU为具备存储两组或两组以上智能钥匙和PLG打开高度配对信息的EEPROM（存储空间单元）的最小系统。MCU用于执行PLG控制主程序，和存储相关参数、车辆信息、智能钥匙信息和PLG打开高度信息。

报警电路采用蜂鸣器或扬声器。蜂鸣器或扬声器可以在汽车电动行李箱门控制器检测到需要提示用户时，给用户发出提示音，告知用户当前的操作是否正确或PLG系统是否异常。

所述供电电源包括电源模块，所述电源模块的输入端与车身电源连接，所述电源模块的输出端用于输出12V直流电源和5V直流电源，用于分别给电机、控制器供电。

所述开关检测模块分别连接有PLG打开高度设定开关、电源档位开关、PLG控制开关，所述开关检测模块用于检测PLG打开高度设定开关的开关状态，输出PLG打开高度设定请求给MCU模块，所述开关检测模块用于检测电源档位开关的开关状态，输出电源档位状态信号给MCU模块，所述开关检测模块用于检测PLG控制开关的开关状态，输出PLG控制开关信号给MCU模块。本实施例长按PLG打开高度设定开关，可以输出PLG打开高度设定请求。

开关检测模块检测车身连接给ECU的驾驶侧开关、行李箱护板开关、行李箱牌照灯下方开关、电源档位开关（包括IGN开关、ACC开关等所有电源档位的实体开关）等一类通过实体线从车身直接连接到ECU的开关。

参见图3，本发明的PLG打开高度的控制流程如下：

当用户操作设定高度的开关时，PLG ECU的开关检测模块检测到用户的开关操作，并对该开关操作有效性进行判定；当用户的开关操作有效，即，高度设定的请求有效时，PLG ECU通过电源模块、开关检测模块、信号检测模块和通讯控制模块，对PLG ECU当前的工作电压、电源档位状态、霍尔信息、车辆状态信息，进行综合判断，判定高度设定的请求是否允许被执行；PLG ECU经过判定，若高度设定请求被允许执行，则将此时用户携带的智能钥匙信息和设定的PLG打开高度信息配对并保存在ECU的EEPROM中。

当PLG打开高度设定成功以后，PLG电动打开的执行策略为：当用户操作电动打开PLG的开关时，PLG ECU的开关检测模块检测到用户的开关操作，并对该开关操作有效性进行判定；当用户的开关操作有效，即，电动打开的请求有效时，PLG ECU通过电源模块、开关检测模块、信号检测模块和通讯控制模块，对PLG ECU当前的工作电压、电源档位状态、霍尔信息、车辆状态信息，进行综合判断，判定电动打开的请求是否允许被执行；PLG ECU经过判定，若电动打开的请求被允许执行，则此时PLG ECU对用户携带的智能钥匙信息进行确认，然后执行与该智能钥匙信息相匹配的PLG打开高度。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。