一种自适应调节汽车背门开启高度的控制方法与流程

1.本发明涉及汽车电子控制领域，具体涉及一种自适应调节汽车背门开启高度的控制方法。


背景技术：

2.随着我国经济的迅速发展以及人民生活水平的不断提高，我国普通家庭以及单位的车辆保有量不断上升。人们在享受汽车带来的便捷的同时，更多的考虑到车辆的舒适性和安全性。在车身组成的众多零部件中，背门便是重要的组成之一，而具有电动功能的背门已应用于汽车上。
3.汽车电动背门可以提高用户的使用便利性，在背门控制器的控制下，背门可以在驱动撑杆的作用下，实现平稳，连续的开闭动作，且在动作过程中，实时监测障碍物，采用防夹检测的技术手段保护用户在使用过程中的安全。
4.但是，在电动背门极大的提到用户操作便利性的同时，仍会带来一些不便性。比如在车库中，汽车停放在停车位上，背门后部，往往是墙壁，或者其他车辆，若驾驶者这时开启背门，有可能会发生背门开启后，与墙壁或车辆发生碰撞，即使电动背门带有防夹检测，也会由于检测的滞后性，汽车背门仍然有极大几率被擦伤，给用户带来一定的经济损失。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种自适应调节汽车背门开启高度的控制方法，采用汽车尾部正后方的倒车雷达信息得到整车与后方障碍物的距离，以不碰到障碍物为准，精确计算汽车背门当前的最大开启角度，得到电动撑杆伸长值对应的执行脉冲数，当背门执行开启动作时，按照该执行脉冲数控制电动撑杆伸长，以保证汽车背门的开启角度为当前的最大开启角度，实现自适应调节背门开启高度的功能。
6.本发明的目的是采用下述方案实现的：一种自适应调节汽车背门开启高度的控制方法，包括以下步骤：
7.1)将背门设计的已知固定值存储在ecu中；
8.2)获取背门铰链中心距背门后端下边沿的距离；
9.3)根据倒车雷达测量的汽车尾部与后方障碍物的间距、背门铰链中心距背门后端下边沿的距离，获取当前汽车背门的最大开启角度，该最大开启角度以背门不会接触到后方障碍物为准；
10.4)ecu根据最大开启角度计算汽车背门电动撑杆延伸长度，控制背门开启。
11.优选地，根据背门设计的已知固定值,建立关于汽车背门铰链中心与车身下边沿的二维坐标系，用于计算背门铰链中心距背门后端下边沿的距离、当前汽车背门的最大开启角度、以及汽车背门电动撑杆延伸长度：
12.1-1)设汽车背门铰链中心为o点，过o点作车身下边沿的垂线om，以垂线om与车身下边沿的交点m为原点建立二维坐标系，设车身后端下边沿为n点：
13.所述二维坐标系中所述背门设计的已知固定值包括：车身后端下边沿到障碍物的水平距离为线段nk；
14.1-2)当汽车背门处于关闭状态时，背门后端下边沿为q点，背门尾灯为f点，线段fq与线段nk垂直，过f点作线段om的垂线段fa，该垂线段fa的垂足为a点，线段oa表示背门铰链中心到a点的距离；
15.1-3)当汽车背门开启至最大开启角度时，背门尾灯为e点，撑杆固定在车身一端的球头为h点，撑杆固定在背门一端的球头为g点，背门后端下边沿为d点，过d点作线段om的垂线段db，线段od表示背门铰链中心距背门后端下边沿的距离，线段ed表示背门尾灯与背门后端下边沿的距离，线段oe表示背门铰链中心与背门尾灯的距离，线段og表示背门铰链中心与撑杆固定在背门一端的球头之间的距离，线段oh表示背门铰链中心与撑杆固定在车身一端的球头之间的距离。
16.优选地，当ecu控制汽车背门按照最大开启角度开启时，所述背门铰链中心o点距背门后端下边沿d点的距离od按照下列公式计算得到：
17.l
32
＝l
12
+l
22-2l1*l2cosθ318.式中，l3为线段od的长度，l1为线段ed的长度，l2为线段oe的长度，θ3为线段oe与线段od之间的夹角。
19.优选地，所述汽车背门的最大开启角度θ4按照下列步骤计算得到：
20.3-1)按照下列公式计算得到线段ob与线段od之间的夹角θ：
[0021][0022]
式中，θ为线段ob与线段od之间的夹角，d为线段bd的长度，l3为线段od的长度；
[0023]
3-2)按照下列公式计算线段oa与线段of之间的夹角θ1：
[0024][0025]
式中，θ1为线段oa与线段of之间的夹角，h2为线段oa的长度，l4为线段af的长度；
[0026]
3-3)按照下列公式计算线段of与线段od之间的夹角θ2：
[0027]
θ2＝θ-θ1[0028]
式中，θ1为线段ob与线段of之间的夹角，θ为线段ob与线段od之间的夹角，θ2为线段of与线段od之间的夹角；
[0029]
3-4)按照下列公式计算线段oh与线段og之间的夹角θ4：
[0030]
θ4＝θ2+θ3[0031]
式中，θ2为线段of与线段od之间的夹角，θ3为线段oe与线段od之间的夹角，θ4为线段oh与线段og之间的夹角。
[0032]
优选地，当ecu控制汽车背门按照最大开启角度开启时，按照下列公式计算得到汽车背门电动撑杆延伸长度l：
[0033]
l2＝l
62
+l
52-2l6*l5cosθ4[0034]
式中，l为线段hg的长度，l6为线段oh的长度，l5为线段og的长度，θ4为线段oh与线段og之间的夹角。
[0052]
式中，l3为线段od的长度，l1为线段ed的长度，l2为线段oe的长度，θ3为线段oe与线段od之间的夹角。
[0053]
当然，所述背门铰链中心距背门后端下边沿的距离也可以通过测量得到。
[0054]
3)根据倒车雷达测量的汽车尾部与后方障碍物的间距、背门铰链中心距背门后端下边沿的距离，获取当前汽车背门的最大开启角度，该最大开启角度以背门不会接触到后方障碍物为准，由于背门的开启方向是汽车的正后方，左、右两侧的倒车雷达容易监测到不处于背门正后方的障碍物，造成误判，故本实施例中，所述倒车雷达为汽车正后方的倒车雷达。
[0055]
本实施例中，所述汽车背门的最大开启角度θ4按照下列步骤计算得到：
[0056]
3-1)在直角三角形bod中，按照下列公式计算得到线段ob与线段od之间的夹角θ：
[0057][0058]
式中，θ为线段ob与线段od之间的夹角，d为线段bd的长度，l3为线段od的长度；
[0059]
上述公式是根据勾股定理，由如下公式推导计算得到：
[0060][0061]
式中，θ为线段ob与线段od之间的夹角，d为线段bd的长度，l3为线段od的长度；
[0062]
3-2)按照下列公式计算直角三角形aof中线段oa与线段of之间的夹角θ1：
[0063][0064]
式中，θ1为线段oa与线段of之间的夹角，h2为线段oa的长度，l4为线段af的长度；
[0065]
上述公式由如下公式推导计算得到：
[0066][0067]
式中，θ1为线段oa与线段of之间的夹角，h2为线段oa的长度，l4为线段af的长度；
[0068]
3-3)按照下列公式计算线段of与线段od之间的夹角θ2：
[0069]
θ2＝θ-θ1[0070]
式中，θ1为线段ob与线段of之间的夹角，θ为线段ob与线段od之间的夹角，θ2为线段of与线段od之间的夹角；
[0071]
3-4)按照下列公式计算线段oh与线段og之间的夹角θ4：
[0072]
θ4＝θ2+θ3[0073]
式中，θ2为线段of与线段od之间的夹角，θ3为线段oe与线段od之间的夹角，θ4为线段oh与线段og之间的夹角。
[0074]
所述汽车背门的最大开启角度为背门上任一一点围绕汽车背门铰链中心o点的旋转角度，本实施例中，所述汽车背门的最大开启角度为线段oh与线段og之间的夹角θ4；
[0075]
4)ecu根据最大开启角度计算汽车背门电动撑杆延伸长度，控制背门开启。
[0076]
当ecu控制汽车背门按照最大开启角度开启时，按照下列公式计算得到汽车背门
电动撑杆延伸长度l：
[0077]
l2＝l
62
+l
52-2l6*l5cosθ4[0078]
式中，l为线段hg的长度，l6为线段oh的长度，l5为线段og的长度，θ4为线段oh与线段og之间的夹角。
[0079]
对上式求解得出：
[0080][0081]
当然，所述当前汽车背门的最大开启角度θ4也采用角度传感器等测量器具通过测量得到后，再代入上式求解得到汽车背门电动撑杆延伸长度l。
[0082]
背门撑杆的电机上设有霍尔传感器，可以精确记录电机旋转圈数，进而换算出撑杆长度，ecu通过采集霍尔传感器变化波形来计算撑杆的伸长与压缩长度。本实施例中，在实时计算出当前的汽车背门电动撑杆延伸长度l后，ecu控制撑杆内部的电机转动驱动螺杆旋转，使汽车背门电动撑杆延伸长度为l，即在背门开启最大角度时，不接触到后方障碍物，避免了背门与障碍物的碰撞，提高了电动背门系统的寿命及使用安全。
[0083]
本实施例中，用户操作驾驶席开关，中控屏或遥控钥匙等开关通过本发明所述的控制方法对汽车背门进行开启，值得指出的是，若线段od＜线段bd，则无法构成直角三角形，为了避免汽车背门电动撑杆延伸过程进入死循环，此时汽车背门只按照ecu常规存储的开启角度进行开启。
[0084]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。