一种汽车电动尾门的撑杆跌落保护系统及控制方法与流程

本发明涉及车辆自动化控制技术，特别是涉及一种汽车电动尾门的撑杆跌落保护系统及控制方法。

背景技术：

随着汽车电子产业的发展，电动尾门已经成为高档、高配车辆中的一项亮点配置，传统的汽车电动尾门控制模块中通常没有包含撑杆跌落相关的保护。比如中国专利《汽车电动尾门的控制系统及控制方法》，授权公告号：cn201811018288，公开了一种汽车电动尾门的控制系统，但只具备检测线路异常与否的功能，不具备撑杆跌落保护功能。当用户手动推动电动尾门至最大机械位置时，或者当电动尾门处于维修的状态下，容易出现撑杆跌落的情况，这样会造成电动尾门撑杆的损伤，并带来一些安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车电动尾门的撑杆跌落保护系统及控制方法，其能够检测撑杆的工作状态及是否跌落。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车电动尾门的撑杆跌落保护系统，包括撑杆、撑杆电机，所述撑杆电机通过输出轴驱动撑杆；

所述输出轴上安装有磁铁块，且输出轴圆周方向上、位于磁铁块两侧附近分别安装有第一霍尔传感器、第二霍尔传感器；

所述撑杆电机通过电机控制器驱动，电机控制器通过电源供电且电机控制器的控制端与电动尾门控制模块的第一信号端通讯连接，所述电动尾门控制模块的第二信号端、第三信号端还分别与第一霍尔传感器、第二霍尔传感器的信号端通讯连接；电动尾门控制模块的控制端与汽车的ecu通讯连接；

所述电动尾门控制模块用于接收第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、ecu的信号值，且根据内置程序与预先设定的阈值进行比对，从而根据预设程序对电机控制器、ecu发送控制指令，以控制撑杆电机运行状态、向ecu反馈撑杆的工作状态。

优选地，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器通过检测具有磁性的磁铁块的磁场强度来判断磁铁块与第一霍尔传感器、第二霍尔传感器的相对位置。

优选地，所述电动尾门控制模块上还设置有控制嗡鸣器电流通断的电控开关，所述电控开关通过电动尾门控制模块控制其通断，当电控开关闭合后，嗡鸣器通电发声。

优选地，初始状态时，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器分别与磁铁块呈90°分布。

本发明还公开了一种撑杆跌落保护系统的控制方法，包括如下步骤：

s1、撑杆跌落保护检测模式

s1.1电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置行程；

s1.2当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程时，电动尾门控制模块启动撑杆跌落保护检测模式；

当检测到撑杆跌落时，则电动尾门控制模块标志撑杆跌落保护错误，进入撑杆跌落保护模式；

s2、撑杆跌落保护模式：

s2.1电动尾门控制模块标志撑杆跌落保护错误，然后执行撑杆跌落保护动作和使蜂鸣器通电工作；

s2.2电动尾门控制模块发出指令给电机控制器，撑杆电机在stop模式和breakstop模式之间来回切换；电动尾门控制模块控制蜂鸣器发出提示音；

s2.3当电动尾门关闭至上锁状态，或者电动尾门保持悬停状态3秒以上，或者电动尾门向上运行，即可认为此时已经处于安全的工况下，电动尾门控制模块解除撑杆跌落保护模式，蜂鸣器提示音也随之解除。

优选地，撑杆跌落保护检测模式包括：s1.2.1单电动撑杆模式和s1.2.2双电动撑杆模式。

优选地，s1.2.1单电动撑杆模式的撑杆跌落保护检测方法，包括如下步骤：

电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置和转速，当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程，开始进入撑杆跌落保护检测模式；

当电动尾门撑杆电机处于静止状态时，启动一个时长为5秒的累加计时器，当累加计时器达到5秒时，退出撑杆跌落保护检测模式；

若电动尾门撑杆电机产生任何转动，则累加计时器清零，或重新进入撑杆跌落保护检测模式；

当非电动撑杆一侧出现撑杆跌落时，电动尾门迅速落下，电动尾门控制模块检测到电动撑杆的撑杆电机的转速大于阈值，即判断进入撑杆跌落保护模式。

优选地，s1.2.2双电动撑杆模式的撑杆跌落检测方法，包括如下步骤：

电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置和转速；

当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程时，开始进入撑杆跌落保护检测模式；

当任意一侧撑杆出现撑杆跌落时，电动尾门迅速落下，电动尾门控制模块检测到跌落一侧的撑杆电机的转速较小或没有，而未跌落一侧的撑杆电机的转速较大且超过设定阈值，即判断进入撑杆跌落保护模式。

优选地，s2.2中的stop模式定义如下：电动尾门控制模块发出指令，撑杆电机驱动端的引脚均悬空，也就是撑杆电机停止运行。

s2.2中的breakstop模式定义如下：电动尾门控制模块发出指令，撑杆电机驱动端的引脚均拉低，也就是撑杆电机开始运行。

优选地，撑杆电机的转速和位置是通过下述方式控制的：当撑杆电机转动，电动尾门控制模块先接收第一霍尔传感器的信号，表示所述撑杆电机为正转，撑杆的位置增加，转速随之计算；电动尾门控制模块先接收第二霍尔传感器的信号，表示所述撑杆电机为反转，撑杆的位置减小，转速也随之计算。

本发明的有益效果是：

本发明可适用于单电动撑杆模式和双电动撑杆模式的汽车电动尾门，本发明的撑杆跌落保护系统和控制方法中存在两种运行模式：撑杆跌落保护检测模式和撑杆跌落保护模式。在电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程即可进入撑杆跌落保护检测模式。本发明相较于传统的电动尾门控制系统，可有效地减少因撑杆跌落造成电动尾门系统的损伤及对人的伤害。

再者，本发明通过设置撑杆跌落保护检测时间，设置撑杆跌落保护速度阈值，可有效地减少误判，提高了系统工作的可靠性。

再者，本发明在电动尾门撑杆电机上设计了2路霍尔传感器，分别为第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，区别于传统的单路霍尔信号，通过两路霍尔有效的判断电机的正反转，当电动尾门控制模块先收到第一霍尔传感器的信号，表示所述撑杆电机为正转；反之，表示所述撑杆电机为反转，通过上述设计从而有效的控制撑杆电机的正反转，防止撑杆电机误操作，提高安全性。

附图说明

图1是本发明的撑杆跌落保护系统原理示意图。

图2是本发明的输出轴与第一霍尔传感器、第二霍尔传感器处局部结构示意图。

图3是本发明的针对单电动撑杆模式的控制方法的流程图。

图4是本发明的针对双电动撑杆模式的控制方法的流流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1-图2，本实施例的撑杆跌落保护系统，包括撑杆、撑杆电机，所述撑杆电机通过输出轴100和齿轮等驱动撑杆，所述撑杆及撑杆电机可以直接采用现有电动尾门的撑杆及撑杆电机结构，或者采用公开号为cn207029317u中记载的汽车后备箱电动尾门支撑杆；

所述输出轴100上安装有磁铁块200，且输出轴100圆周方向上、位于磁铁块200两侧附近分别安装有第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320，所述第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320通过检测具有磁性的磁铁块200的磁场强度来判断磁铁块200与第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320的相对位置；

所述撑杆电机通过电机控制器驱动，电机控制器通过电源供电且电机控制器的控制端与电动尾门控制模块的第一信号端通讯连接，所述电源可以是汽车电池，所述电动尾门控制模块的第二信号端、第三信号端还分别与第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320的信号端通讯连接；电动尾门控制模块的控制端与汽车的ecu通讯连接；

所述电动尾门控制模块用于接收第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320、ecu的信号值，且根据内置程序与预先设定的阈值进行比对，从而根据预设程序对电机控制器、ecu发送控制指令，从而控制撑杆电机运行状态、向ecu反馈撑杆工作状态。

所述电动尾门控制模块上还设置有控制嗡鸣器电流通断的电控开关，所述电控开关通过电动尾门控制模块控制其通断，当电控开关闭合后，嗡鸣器通电发声，从而提醒使用者。优选地，电控开关可以是继电器。本实施例中的电动尾门控制模块可以是plc或单片机或直接采用ecu，在ecu内置相应控制程序即可。

优选地，初始状态时，所述第一霍尔传感器310、第二霍尔传感器320分别与磁铁块呈90°分布。

基于上述撑杆跌落保护系统的控制方法，包括：

s1、撑杆跌落保护检测模式

s1.1电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置行程。可以通过磁铁块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器的次数（输出轴转动圈数及角度），最后相对于第一霍尔传感器、第二霍尔传感器位置，以及输出轴至撑杆的传动比，从而进行推算撑杆相对于初始状态时的位置行程。

s1.2当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程时，电动尾门控制模块启动撑杆跌落保护检测模式；当检测到撑杆跌落时，则电动尾门控制模块标志撑杆跌落保护错误，进入s2撑杆跌落保护模式。针对单电动撑杆模式和双电动撑杆模式有不同的检测方法，单电动撑杆模式即为只有一侧为电动撑杆，另一侧为非电动撑杆，双电动撑杆模式即两侧均为电动撑杆。

s1.2.1单电动撑杆模式的撑杆跌落保护检测方法：

电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置和转速，当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程，开始进入撑杆跌落保护检测模式；

当电动尾门撑杆电机处于静止状态时，启动一个时长为5秒的累加计时器，当累加计时器达到5秒时，退出撑杆跌落保护检测模式；

若电动尾门撑杆电机产生任何转动，则累加计时器清零，或重新进入撑杆跌落保护检测模式；

当非电动撑杆一侧出现撑杆跌落时，电动尾门迅速落下，电动尾门控制模块检测到电动撑杆的撑杆电机的转速大于阈值（本实施例的阈值为大于正常转速的1.5倍），即判断进入撑杆跌落保护模式。

s1.2.2双电动撑杆模式的撑杆跌落检测方法：

电动尾门控制模块通过第一霍尔传感器、第二霍尔传感器判断撑杆的位置和转速；

当电动尾门的开启位置大于1/3最大开启行程时，开始进入撑杆跌落保护检测模式；

当任意一侧撑杆出现撑杆跌落时，电动尾门迅速落下，电动尾门控制模块检测到跌落一侧的撑杆电机的转速较小或没有，而未跌落一侧的撑杆电机的转速较大且超过设定阈值（本实施例的阈值为大于正常转速的1.5倍），即判断进入撑杆跌落保护模式。

s2、撑杆跌落保护模式：

s2.1电动尾门控制模块标志撑杆跌落保护错误，然后执行撑杆跌落保护动作和使蜂鸣器通电工作；

s2.2电动尾门控制模块发出指令给电机控制器，撑杆电机在stop模式和breakstop模式之间来回切换；电动尾门控制模块控制蜂鸣器发出提示音；

s2.3当电动尾门关闭至上锁状态，或者电动尾门保持悬停状态3秒以上，或者电动尾门向上运行，即可认为此时已经处于安全的工况下，电动尾门控制模块解除撑杆跌落保护模式，蜂鸣器提示音也随之解除。

进一步地，还包括s2.2.1stop模式和s2.2.2breakstop模式：

s2.2.1stop模式：电动尾门控制模块发出指令，撑杆电机驱动端（电动尾门控制模块与电机控制器通信连接的信号端）的引脚均悬空，也就是撑杆电机停止运行；

s2.2.2breakstop模式：电动尾门控制模块发出指令，撑杆电机驱动端的引脚均拉低，也就是撑杆电机开始运行。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。