一种车门的运动助力方法及系统与流程

文档序号:18466394发布日期:2019-08-17 02:30阅读:307来源:国知局
一种车门的运动助力方法及系统与流程

本发明涉及车辆工程技术领域,更具体地说,涉及一种车门的运动助力方法及系统。



背景技术:

随着机动车辆的不断发展,机动车辆中的各种辅助功能大量涌现,丰富了机动车辆的各项功能。

但这些辅助功能大多为在机动车辆运动过程中辅助驾驶员驾驶的功能,例如车道偏离预警、acc自适应巡航等,应用于机动车辆在静态情况下的辅助功能却寥寥无几。例如,在机动车辆的使用过程中,在具有坡度的路面上停驻是比较常见的场景,当机动车辆停驻在上坡,用于需要打开车门或者当机动车辆停驻在下坡,用户需要关闭车门时,由于路面坡度的存在,机动车辆的车门的重力会存在沿路面斜坡方向的分力,这个分力会作为用户在上坡状态打开车门或下坡状态关闭车门时的阻力,使得用户需要施加较大的力才能完成在上坡状态打开车门或下坡状态关闭车门的动作,给用户带来了较差的用户体验。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种车门的运动助力方法及系统,以实现在机动车辆停驻在上坡开门和停驻在下坡关门时,对机动车辆的车门提供助力的目的,以使用户可以较为轻松的实现开门或关门的动作,提升了用户的用户体验。

为实现上述技术目的,本发明实施例提供了如下技术方案:

一种车门的运动助力方法,应用于机动车辆的车门运动过程,所述机动车辆还包括:用于辅助驱动所述车门运动的运动机构,所述车门的运动助力方法包括:

获取所述机动车辆所在路面的坡度;

获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流;

为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

一种车门的运动助力系统,应用于机动车辆的车门运动过程,所述机动车辆还包括:用于辅助驱动所述车门运动的运动机构,所述车门的运动助力系统包括:

第一参数获取模块,获取所述机动车辆所在路面的坡度;

第二参数获取模块,获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

驱动电流计算模块,用于当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流;

运动助力提供模块,用于为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

从上述技术方案可以看出,本发明实施例提供了一种车门的运动助力方法及系统,其中,所述运动助力方法在当角速度大于第一预设角速度和/或所述角加速度大于第二预设角度时,认为用户正在开门或关门,此时根据车门的打开角度、机动车辆所处路面的坡度、运动机构的设计参数和车门的设计参数计算驱动电流,并为运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力,从而实现了在机动车辆停驻在上坡开门和停驻在下坡关门时,对机动车辆的车门提供助力的目的,以使用户可以较为轻松的实现开门或关门的动作,提升了用户的用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的一种车门的运动助力方法的流程示意图;

图2-3为本发明的一个实施例提供的机动车辆停驻场景示意图;

图4为本发明的另一个实施例提供的一种车门的运动助力方法的流程示意图;

图5为本发明的又一个实施例提供的一种车门的运动助力方法的流程示意图;

图6为本发明的再一个实施例提供的一种车门的运动助力方法的流程示意图;

图7为当车门的运动机构为电撑杆系统时的俯视模型示意图;

图8为当车门的运动机构为铰链系统时的俯视模型示意图;

图9为机动车辆的正视面车门重力分解示意图;

图10为机动车辆的俯视面车门重力分解示意图;

图11为当车门的运动机构为电撑杆系统时的数学模型;

图12为当车门的运动机构为铰链系统时的数学模型。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种车门的运动助力方法,如图1所示,应用于机动车辆的车门运动过程,所述机动车辆还包括:用于辅助驱动所述车门运动的运动机构,所述车门的运动助力方法包括:

s101:获取所述机动车辆所在路面的坡度;

s102:获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

s103:当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流;

s104:为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

在步骤s101中获取的所述机动车辆所在路面的坡度的取值范围大于或等于0°,当机动车辆所在路面为水平路面时,该路面的坡度为零;在其他情况下,所述机动车辆所在路面的坡度是指,路面所在的平面与水平面之间的夹角。

在步骤s102中,获取的车门打开角度是指车门在打开过程中,从关闭状态到所在位置转动的角度。车门打开角度对于时间的微分即为所述车门运动过程的角速度,角速度对时间的微分即为所述车门运动过程的角加速度。

在步骤s101和s102中获取的各类参数,可以依靠各类传感器获取的参数以及传感器所安装的位置等参数获得。此外,在获取了机动车辆所在路面的坡度之后,还可以通过机动车辆的传感器的当前姿态判断所述机动车辆是处于上坡状态,还是下坡状态。

参考图2和图3,图2中示出了机动车辆停驻在上坡的示意图,从图2中可以看出,机动车辆停驻在上坡是指:机动车辆停驻的路面具有角度不为零的坡度,且机动车辆的车头朝向坡顶;

图3中示出了机动车辆停驻在下坡的示意图,从图3中可以看出,机动车辆停驻在下坡是指:机动车辆停驻的路面具有角度不为零的坡度,且机动车辆的车头朝向坡底。

在图2所示的情景中,当用户需要在车内开门时,由于车门的重力具有沿平行于路面,且指向坡底的分量,这个分量会给车门的打开提供一定的阻力,给力气较小的用户(例如儿童、女士等)想要打开车门时造成一定的不便。

在图3所示的情景中,当用户开门下车后需要关闭车门时,同样由于车门的重力具有沿平行于路面,且指向坡底的分量,这个分量会给车门的关门运动提供阻力,给力气较小的用户想要关闭车门的动作造成一定的不便。

因此,针对图2和图3中所示的应用场景,有必要在适当的情况下,为车门的运动提供运动助力。

还需要说明的是,在本实施例中,在当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,认为用户在打开车门,这个判断条件的成立包括三种情况:(1)、所述角速度大于第一预设值,所述角加速度没有大于第二预设值;(2)、所述角速度没有大于第一预设值,所述角加速度大于第二预设值;(3)、所述角速度大于第一预设值,且所述角加速度大于第二预设值。

另外,为了避免上述判断条件的误触发,即为了避免在某些情况下车门的角速度和/或角加速度满足了上述三种情况中的一种,但用户并没有开门的情况,在本发明的一些实施例中,步骤s103具体包括:

s1031:当所述角速度大于第一预设值的持续时间超过第一预设时间和/或所述角加速度大于第二预设值超过第二预设时间时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流。在步骤s1031中,认为用户在打开车门的判断条件的成立包括三种情况:(1)、所述角速度大于第一预设值且持续时间超过第一预设时间,所述角加速度没有大于第二预设值;(2)、所述角速度没有大于第一预设值,所述角加速度大于第二预设值且持续时间超过第二预设时间;(3)、所述角速度大于第一预设值的持续时间超过第一预设时间,且所述角加速度大于第二预设值的持续时间超过第二预设时间。即在判断用户打开车门的条件中增加了时间阈值,以避免误触发的情况出现。所述第一预设时间和第二预设时间的具体取值根据实际情况而定,本发明对此并不做限定。

在本实施例中,所述运动助力方法在当角速度大于第一预设角速度和/或所述角加速度大于第二预设角度时,认为用户正在开门或关门,此时根据车门的打开角度、机动车辆所处路面的坡度、运动机构的设计参数和车门的设计参数计算驱动电流,并为运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力,从而实现了在机动车辆停驻在上坡开门和停驻在下坡关门时,对机动车辆的车门提供助力的目的,以使用户可以较为轻松的实现开门或关门的动作,提升了用户的用户体验。

在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,如图4所示,所述车门的运动助力方法包括:

s201:获取安装于所述机动车辆车身的加速度传感器测得的垂直于所述机动车辆所在路面的重力加速度分量;

s202:计算所述加速度传感器测得的垂直于所述机动车辆所在路面的重力加速度分量与参考加速度的重力比值,所述参考加速度为所述加速度传感器在当前安装姿态下,测得的所述机动车辆在水平路面时垂直于水平面的重力加速度;

s203:利用反三角函数和计算获得的所述重力比值,计算所述机动车辆所在路面的坡度;

s204:根据安装于所述机动车辆车身的角速度传感器测得的垂直于车门方向的加速度分量作为所述车门的角速度;

s205:利用所述角速度除以所述加速度传感器的几何中心到车门轴之间的距离,获得所述车门的角加速度;

s206:根据安装于所述车门的霍尔传感器测量的霍尔信号与所述霍尔传感器的比例系数的乘积,以及所述车门的运动机构参数,计算获得所述车门的打开角度;

s207:当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流;

s208:为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

在本实施例中,步骤s201-s203提供了一种具体地获取机动车辆所在路面的坡度的方法;步骤s204-206提供了一种具体地获取车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度的方法。

在获取机动车辆所在路面的坡度时,在加速度传感器静止的情况,其测量的两个加速度分量之和是重力加速度,当机动车辆处于静止且位于水平路面上时,根据加速度传感器的安装姿态,可以计算出处置与地面的重力加速度分量并作为所述参考加速度。

当机动车辆处于静止且位于具有一定坡度的路面上时,根据计算得出的垂直于路面的重力加速度分量,并计算该重力加速度分量与参考加速度的重力比值,最后将该重力比值代入反余弦函数中,计算得出所述机动车辆所在路面的坡度。

在步骤s204-步骤s205中,首先根据角速度传感器测量的参数,获得车门的角速度;然后即可利用获得的角速度和角速度传感器的安装位置计算车门的角加速度。在步骤s206中,霍尔传感器测量的霍尔信号与所述霍尔传感器的比例系数的乘积,即可表示车门的运动机构转动的角度,然后根据车门的运动机构转动的角度以及车门的运动机构参数,即可计算获得车门的打开角度。

所述车门的运动机构可以是电撑杆系统,还可以是铰链系统。当所述车门的运动机构为电撑杆系统时,电撑杆转动结构的转动会带动电撑杆伸长,根据电撑杆转动结构的转动角度、电撑杆的伸长长度即可计算出车门的打开角度;当所述车门的运动机构为铰链系统时,铰链系统的转动会带动车门的运动,根据铰链系统转动的角度和机械安装位置以及特性即可计算出车门的打开角度。本发明对所述车门的运动机构的具体种类并不做限定,具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上,在本发明的另一个实施例中,当所述运动机构为电撑杆系统时,所述电撑杆系统中的电撑杆一端与所述车门连接,另一端与所述机动车辆的车身连接;所述运动机构的设计参数包括:所述车门的轴到所述电撑杆与车门连接点的距离、所述车门的轴到所述电撑杆与所述车身的连接点的距离、所述电撑杆的长度和所述电撑杆系统的电流比例系数;所述车门的设计参数包括:车门的质量、电撑杆系统驱动的车门等效转动惯量和电撑杆系统驱动的车门等效阻尼系数;如图5所示,所述车门的运动保护方法包括:

s301:获取所述机动车辆所在路面的坡度;

s302:获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

s303:当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,将所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数代入第一预设公式中,以计算获得驱动电撑杆的驱动电流;

所述第一预设公式为:is=isl+isd;其中,α表示所述坡度,vs表示所述电撑杆系统的电流比例系数,is表示驱动电撑杆的驱动电流,θ表示所述打开角度,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nsl<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,isd表示电撑杆系统驱动的车门等效转动惯量,0<isd<id,id表示所述车门的转动惯量,bsd表示电撑杆系统驱动的车门等效阻尼系数,0<bsd<id,id表示所述车门的转动惯量;

s304:为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

在上述实施例的基础上,在本发明的又一个实施例中,当所述运动机构为铰链系统时,所述运动机构的设计参数包括:铰链系统的电流比例系数;所述车门的设计参数包括:车门的质量、车门轴到车门重心的距离、铰链系统驱动的车门等效转动惯量和铰链系统驱动的车门等效阻尼系数;如图7所示,所述车门的运动保护方法包括:

s401:获取所述机动车辆所在路面的坡度;

s402:获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

s403:当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,将所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数代入第二预设公式中,以计算获得驱动铰链系统的驱动电流;

所述第二预设公式为:im=iml+imd;其中,α表示所述坡度,km表示所述铰链系统的电流比例系数,im表示驱动铰链系统的驱动电流,θ表示所述打开角度,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nml<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,imd表示铰链系统驱动的车门等效转动惯量,0<imd<id,id表示所述车门的转动惯量,bmd表示铰链系统驱动的车门等效阻尼系数,0<bmd<id,id表示所述车门的转动惯量;

s404:为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

下面对第一预设公式和第二预设公式的推导过程进行简单分析。

参考图7和图8图7为当车门的运动机构为电撑杆系统时的俯视模型示意图;图8为当车门的运动机构为铰链系统时的俯视模型示意图。在图7中,车门系统包括车门、车身和电撑杆系统,车门和车门采用铰链连接,其中铰链没有直接被驱动,电撑杆系统中的电撑杆一端用球形铰链连接在车身,另一端用球形铰链连接在车门,电撑杆的伸长和缩短会带动车门的打开和关闭。

在图8中,汽车车门系统包括车门、车身和铰链系统,车门和车身采用铰链系统连接,铰链系统直接被集成的电机驱动,电机的正转和反转会带动车门的打开和关闭。

当机动车辆处于具有一定坡度路面时的车门重力分解示意参考图9和图10,图9为机动车辆的正视面车门重力分解示意图,图10为机动车辆的俯视面车门重力分解示意图,即图10中的视角为从上到下垂直于路面的方向。

在图9中,所述机动车辆停驻在上坡,箭头表示机动车辆的车头指向方向,机动车辆停驻的路面的坡度为α,汽车车门质量为md,重力加速度为g,则汽车车门的重力为mdg,车门重力在垂直于路面的分量为mdg·cosα,水平于路面的分量为mdg·sinα。

在图10中,所述机动车辆停驻在上坡,虚线框表示所述车门处于关闭状态时所处位置,实线框表示所述车门开启状态所处位置,车门开启角度为θ;对水平于路面的车门的重力分量mdg·sinα沿垂直于车门表面的方向的分量定义为:fl=mdg·sinα·cosθ,方向为垂直于车门并指向车门内,当车门完全关闭时,该分量为0。

相应的,如果机动车辆停驻在下坡,路面坡度为α,则车门重力沿垂直于车门的方向的分量大小为:fl=mdg·sinα·cosθ,方向为垂直于车门并指向车门外。

参考图11和图12,图11为当车门的运动机构为电撑杆系统时的数学模型,图12为当车门的运动机构为铰链系统时的数学模型。

在图11中,视角为从上到下垂直于机动车辆底盘的方向,点o为车门和车身的连接点,点s为电撑杆系统中电撑杆在车身的安装点,点d为电撑杆在车门的安装点,点g为车门的重心,点c为点s沿垂直于线od或线od延长线与od或od延长线的交点,车门开启角度为θ。点o和点s之间的距离为los,点o和点d之间的距离为lod;线sd表示所述电撑杆,长度为lsd,机动车辆的控制器采集电撑杆内部的霍尔传感器的霍尔信号计算出霍尔位置h,当车门完全关闭时,长度为lsd0,霍尔位置h为0,霍尔位置和电撑杆长度的比例系数为kh,电撑杆长度和霍尔位置的关系为:lsd=lsd0+kh·h;角γ表示线od和线sd的夹角,即∠ods。

在图12中,视角为从上到下垂直于机动车辆底盘的方向,点o为车门和车身的连接点,点g为车门的重心,车门开启角度为θ,铰链电机安装在o点,带动车门的打开和关闭。

如果机动车辆停驻在上坡且用户正在打开车门,或机动车辆停驻在下坡且用户正在关闭车门,则车门重力产生的阻力矩为tl=fl·log,以点o为轴车门的转动惯量为并假设车门的阻尼系数为bd,用户施加的动力矩为th。

如果运动机构为电撑杆系统,机动车辆停驻在上坡且电撑杆正在推动车门打开,或机动车辆停驻在下坡且电撑杆正在拉动车门关闭,电撑杆推动或拉动车门的力为fs,则动力矩为ts=fs·lod·sinγ,并假设和电撑杆电机的电流is的关系为线性关系,即fs=vs·is,其中,vs为电撑杆系统的电流比例系数,为一常数,则车门的运动方程为:

其中,te为施加的阻力矩,即计算出的保护阻力矩,te分为两部分,一部分确保可以抵消车门重力的影响,另一部分减小车门的等效的转动惯量和阻尼系数。

参考图11,sinγ可以通过以下关系计算得出:

lcs=los·sinθ·sinγ,即可得

如果运动机构为铰链系统,机动车辆停驻在上坡且铰链系统正在推动车门打开,或机动车辆停驻在下坡且铰链系统正在拉动车门关闭,铰链系统带动车门的打开或关闭的力矩为tm,并假设力矩tm和铰链系统的电流im的关系为线性关系,即tm=km·im,其中km表示铰链系统的电流比例系数,为一常数,由于车门重力产生的阻力矩为tl=fl·log,以点o为轴车门的转动惯量为假设车门的阻尼系数为bd,则车门的运动方程为:

根据运动机构的不同,为运动机构提供的驱动电流的计算分为适用于电撑杆系统和铰链系统两种情况。

如果运动结构为电撑杆系统,则电撑杆提供的动力矩由两部分组成;

ts=tsl+tsd;

其中tsl为部分抵消重力造成的阻力矩,并且nsl大于或等于0且小于100%;

表示“使等于”

其中,tsd为部分抵消车门惯性和受控系统的摩擦造成的阻力矩,即:

其中,isd大于或等于0且小于id,bsd大于或等于0且小于bd,目的是减小等效的车门的转动惯量和阻尼系数,使用户更容易手动控制车门的运动。为电撑杆提供的电流is可由以下关系计算得出:

即可得所述第一预设公式:is=isl+isd;其中,α表示所述坡度,vs表示所述电撑杆系统的电流比例系数,is表示驱动电撑杆的驱动电流,θ表示所述打开角度,且所述打开角度大于0°小于180°,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nsl<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,isd表示电撑杆系统驱动的车门等效转动惯量,bsd表示电撑杆系统驱动的车门等效阻尼系数。

如果运动结构为铰链系统,铰链系统提供的动力矩由两部分组成:

tm=tml+tmd;

其中,tml为部分抵消重力造成的阻力矩,且nml大于或等于0,且小于100%。

其中,为部分抵消车门惯性和受控系统的摩擦造成的阻力矩,即:

其中,imd大于或等于0且小于id,bmd大于或等于0,且小于bd,目的是减小等效的车门的转动惯量和阻尼系数,使用户更容易手动控制车门的运动。铰链系统的电流可由一下关系计算得出:

即可得所述第二预设公式:im=iml+imd;其中,α表示所述坡度,km表示所述铰链系统的电流比例系数,im表示驱动铰链系统的驱动电流,θ表示所述打开角度,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nml<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,imd表示铰链系统驱动的车门等效转动惯量,bmd表示铰链系统驱动的车门等效阻尼系数。

在为所述运动机构提供所述驱动电流时,可以通过机动车辆的控制器通过闭环控制实现,控制电撑杆系统的电机电流或铰链系统的电机电流,其中闭环控制的目标量即为计算得出的驱动电流,反馈量即为控制器采集的电撑杆系统电机电流或铰链系统的电机电流;如果电撑杆系统或铰链系统采用pwm控制,闭环控制的控制器的输出为pwm占空比,电撑杆系统或铰链系统中电机两端的等效电压即为控制器的电压与pwm占空比之积;如果电撑杆系统或铰链系统的电机采用电压控制,闭环控制的控制器的输出即为电撑杆系统或铰链系统中电机两端的电压。

在控制器没有为运动机构提供驱动电流的情况下,在当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,则检测到用户正在手动开门或关门,控制器根据当前的所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流,使运动机构执行动作带动车门运动,以辅助用户开门或关门动作。

如果机动车辆处于上坡状态,车门处于正在打开的状态下,或机动车辆处于下坡状态,车门处于正在关闭的状态下,当用户控制车门,使车门的角速度和角加速度越大,根据第一预设公式或第二预设公式计算的驱动电流越大,运动机构给予用户的助力越大;反之,当用户控制车门,使车门的角速度和角加速度越小,根据第一预设公式或第二预设公式计算的驱动电流越小,运动机构给予用户的助力越小。车门的等效转动惯量id-isd或id-imd和车门系统的等效的阻尼系数bd-bsd或bd-bmd被减小,因此用户可以更容易地控制车门的打开或关闭。

根据tsd和tmd的计算方式,因为id>isd且id>imd,抵消车门自身惯性的动力矩小于车门自身惯性的力矩因为bd>bsd且bd>bmd,抵消系统摩擦的动力矩也小于系统摩擦的力矩

如果执行机构是电撑杆系统,控制系统的动力学方程如下:

如果执行机构是铰链系统,控制系统的动力学方程如下:

等效的转动惯量id-isd或id-imd和等效的阻尼系数bd-bsd或bd-bmd均大于0,根据系统的稳定性判据,系统的稳定性得到保证,即不会出现车门的运动不受到用户控制自行加速运动的情况。

如果用户手动推动或拉动侧门使门的角速度和/或角加速度减小至阈值(第一预设值或第二预设值)以下,控制器将不给予用户以助力,即停止驱动电撑杆或铰链电机,侧门将由于自身的重力和侧门系统的摩擦停止运动。

下面对本发明实施例提供的车门的运动助力系统,下文描述的车门的运动助力系统可与上文描述的车门的运动助力方法相互对应参照。

相应的,本发明实施例还提供了一种车门的运动助力系统,应用于机动车辆的车门运动过程,所述机动车辆还包括:用于辅助驱动所述车门运动的运动机构,所述车门的运动助力系统包括:

第一参数获取模块,获取所述机动车辆所在路面的坡度;

第二参数获取模块,获取所述车门的打开角度、所述车门运动过程的角速度和角加速度;

驱动电流计算模块,用于当所述角速度大于第一预设值和/或所述角加速度大于第二预设值时,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流;

运动助力提供模块,用于为所述运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力。

可选的,当所述运动机构为电撑杆系统时,所述电撑杆系统中的电撑杆一端与所述车门连接,另一端与所述机动车辆的车身连接;所述运动机构的设计参数包括:所述车门的轴到所述电撑杆与车门连接点的距离、所述车门的轴到所述电撑杆与所述车身的连接点的距离、所述电撑杆的长度和所述电撑杆系统的电流比例系数;所述车门的设计参数包括:车门的质量、电撑杆系统驱动的车门等效转动惯量和电撑杆系统驱动的车门等效阻尼系数;

所述驱动电流计算模块,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流具体用于,将所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数代入第一预设公式中,以计算获得驱动电撑杆的驱动电流;

所述第一预设公式为:is=isl+isd;其中,α表示所述坡度,vs表示所述电撑杆系统的电流比例系数,is表示驱动电撑杆的驱动电流,θ表示所述打开角度,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nsl<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,isd表示电撑杆系统驱动的车门等效转动惯量,bsd表示电撑杆系统驱动的车门等效阻尼系数。

可选的,当所述运动机构为铰链系统时,所述运动机构的设计参数包括:铰链系统的电流比例系数;所述车门的设计参数包括:车门的质量、车门轴到车门重心的距离、铰链系统驱动的车门等效转动惯量和铰链系统驱动的车门等效阻尼系数;

所述驱动电流计算模块,根据所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数计算驱动电流具体用于,将所述车门的打开角度、所述坡度、所述运动机构的设计参数和所述车门的设计参数代入第二预设公式中,以计算获得驱动铰链系统的驱动电流;

所述第二预设公式为:im=iml+imd;其中,α表示所述坡度,km表示所述铰链系统的电流比例系数,im表示驱动铰链系统的驱动电流,θ表示所述打开角度,表示所述角速度,表示所述角加速度,0≤nml<100%为固定值,md表示车门质量,g表示重力加速度,imd表示铰链系统驱动的车门等效转动惯量,bmd表示铰链系统驱动的车门等效阻尼系数。

可选的,所述第一参数获取模块包括:

参数获取单元,用于获取安装于所述机动车辆车身的加速度传感器测得的垂直于所述机动车辆所在路面的重力加速度分量;

比值计算单元,用于计算所述加速度传感器测得的垂直于所述机动车辆所在路面的重力加速度分量与参考加速度的重力比值,所述参考加速度为所述加速度传感器在当前安装姿态下,测得的所述机动车辆在水平路面时垂直于水平面的重力加速度;

坡度计算单元,用于利用反三角函数和计算获得的所述重力比值,计算所述机动车辆所在路面的坡度。

可选的,所述第二参数获取模块包括:

传感器参数单元,用于根据安装于所述机动车辆车身的角速度传感器测得的垂直于车门方向的加速度分量作为所述车门的角速度;

角加速度计算单元,用于利用所述角速度除以所述加速度传感器的几何中心到车门轴之间的距离,获得所述车门的角加速度;

打开角度计算单元,用于根据安装于所述车门的霍尔传感器测量的霍尔信号与所述霍尔传感器的比例系数的乘积,以及所述车门的运动机构参数,计算获得所述车门的打开角度。

综上所述,本发明实施例提供了一种车门的运动助力方法及系统,其中,所述运动助力方法在当角速度大于第一预设角速度和/或所述角加速度大于第二预设角度时,认为用户正在开门或关门,此时根据车门的打开角度、机动车辆所处路面的坡度、运动机构的设计参数和车门的设计参数计算驱动电流,并为运动机构提供所述驱动电流,以为所述车门提供运动助力,从而实现了在机动车辆停驻在上坡开门和停驻在下坡关门时,对机动车辆的车门提供助力的目的,以使用户可以较为轻松的实现开门或关门的动作,提升了用户的用户体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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