专利名称：动力后备箱控制系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种动力后备箱控制系统及方法，更详细而言涉及一种能够打开或关闭具备于汽车后方的后备箱的动力后备箱控制系统及方法。
背景技术：
通常在构成汽车的后面部的后备箱中保管一般小货物及备用作业工具、备胎等，并且防备事故发生而保管着急救箱等，将盖住这种后备箱空间的部件称为后备箱盖。后备箱盖受后备箱锁定装置的管制，并且具备有只要解除这种锁定装置就能够以较小的力轻松地使后备箱盖上扬的铰链装置。近年来开发了只要在驾驶席简单地操作按钮，就能够使后备箱盖自动打开或关闭的动力后备箱自动开闭装置。以往提出了多种控制动力后备箱的驱动的技术。作为以往技术的一例，有如下技术:从霍尔传感器(Hall sensor)接受传递过来的后备箱的角度和移动速度而将区间分成加速区间、减速区间及恒速区间，并根据各区间一边按恒定比率增加、减少或维持占空比(duty ratio) —边控制动力后备箱的速度。该以往技术使脉冲宽度调制(PWM (Pulse Width Modulation))的占空比以恒定比率增减，从而能够控制马达的输出来按区间控制后备箱的速度。然而，以往技术是使占空比以恒定比率增减的技术，存在无法根据车辆的外部环境(温度、倾斜度等)维持后备箱的开闭速度的问题。即，以往技术中，不受外部环境的影响控制动力后备箱的速度，因此在驱动期间外部环境发生变化时，动力后备箱的速度控制产生问题。而且，以往技术中为了考虑外部环境的同时将动力后备箱速度维持为恒定，需要目标和分布等，但这存在理论上较复杂的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上问题而提出的，其目的在于提供一种不受车辆外部环境的影响就能够将动力后备箱的开闭速度控制为恒定的动力后备箱控制系统及方法。本发明的目的不限于以上提到的目的，技术人员可以从以下记载明确地理解未提到的其他目的。用于实现这种目的的本发明的在具备后备箱的车辆中控制动力后备箱的系统，其包括:马达，用于对所述后备箱传递动力来将其驱动；速度感测部，用于感测所述马达的速度；控制部，通过如下方法控制所述马达:利用由所述速度感测部感测出的所述马达的速度信息来计算当前后备箱的位置及动作速度，考虑计算出的位置及动作速度控制所述马达，并且对预先设定的目标速度和所述动作速度进行比较并以比例积分微分控制方式补偿其偏差。 所述速度感测部可为霍尔传感器。所述控制部可通过如下方法控制所述马达:对由所述霍尔传感器测定出的所述马达的每分钟转数(RPM (Revolution per minute))和所述目标速度的RPM进行比较并以比例积分微分(PID (Proportional Integral Derivative))控制方式补偿其偏差。所述控制部可以以根据所述PID控制补偿方法控制PWM占空比的方式控制所述马达。当将本次操作量设为MVn，上次操作量设为MVlri，本次操作量的微分设为AMVn，本次偏差设为en，上次偏差设为Θμ，上上次偏差设为en_2，并将Kp设为比例系数，Ki设为比例积分系数，Kd设为比例微分系数时，所述控制部可利用数学公式MVn=MVlri+ Λ MVn及Λ MVn=KP* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))来执行所述 PID 控制补偿。本发明的包括后备箱、用于对所述后备箱传递动力来将其驱动的马达、用于感测所述马达的速度的速度感测部、及控制所述后备箱的开闭的控制部的动力后备箱系统中的动力后备箱控制方法，其中，该动力后备箱控制方法包括如下步骤:所述控制部利用由所述速度感测部感测出的所述马达的速度信息来确认当前后备箱的位置及动作速度；所述控制部对预先设定的目标速度和所述动作速度进行比较并以PID控制方式补偿其偏差；以及所述控制部根据所述PID控制补偿结果来控制所述马达的速度。所述速度感测部可为霍尔传感器。所述控制部可通过如下方法控制所述马达:对由所述霍尔传感器测定出的所述马达的RPM和所述目标速度的RPM进行比较并以PID控制方式补偿其偏差。所述控制部可以以根据所述PID控制补偿方法控制PWM占空比的方式控制所述马达。
当将本次操作量设为MVn，上次操作量设为MVlri，本次操作量的微分设为AMVn，本次偏差设为en，上次偏差设为Θμ，上上次偏差设为en_2，并将Kp设为比例系数，Ki设为比例积分系数，Kd设为比例微分系数时，所述控制部可利用数学公式MVn=MVlri+ Λ MVn及Λ MVn=KP* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))来执行所述 PID 控制补偿。根据本发明，具有如下效果:在具备动力后备箱系统的车辆中，后备箱的动力开闭时(open/close)，不受外部环境(温度、倾斜度)变化的影响就能够将动力后备箱的开闭速度控制为恒定。S卩，根据本发明，由于利用基于以恒定比率固定的PWM的占空(Duty)比控制的PID控制，因此即使外部环境(温度、倾斜度)发生变化，也能够利用一个分布(Profile)来将后备箱的开闭速度调节为恒定，且即使在驱动期间外部环境发生变化，也能够通过PID控制进行及时补偿。如此，本发明中即使发生任何环境变化都能够利用一个分布来控制恒定的后备箱驱动，因此理论上也变得简单，具有能够更稳定地控制动力后备箱的开闭速度调节的效果。
图1是表示基于本发明的一实施例的动力后备箱控制系统的结构的块图。图2是表示基于本发明的一实施例的动力后备箱控制方法的流程图。图3是用于说明基于本发明的一实施例的动力后备箱控制过程的图。图4是基于本发明的一实施例的打开后备箱时的目标速度图表。图5是用于说明基于本发明的一实施例的PID控制的图表。
具体实施例方式以下，参考附图对本发明的实施例如下进行详细说明。首先，对附图的构成要件附加参考符号时应留意，关于同一构成要件，即使示于不同的附图上，也尽可能附加同一符号。并且，对本发明进行说明时，当判断为关于相关的公知功能或结构的具体说明有可能不必要地影响本发明的要点时，省略其详细说明。并且，在整个说明书中，只要没有特意记载相反的内容，则某部分“包括”某构成要件并不是将其他构成要件排除在外，而是还意味着可以进一步包括其他构成要件。图1是表示基于本发明的一实施例的动力后备箱控制系统的结构的块图。参考图1，本发明的动力后备箱控制系统是在具备后备箱的车辆中控制动力后备箱的系统，其包括速度感测部(110)、控制部(120)及马达(130)。速度感测部(110)起到感测马达(130)的速度的作用。
本发明的一实施例中，优选速度感测部(110)为霍尔传感器。马达(130)起到对后备箱传递动力来将其驱动的作用。控制部(120)通过如下方法控制马达(130):利用由速度感测部(110)感测出的马达(130)的速度信息来计算当前后备箱的位置及动作速度，考虑计算出的位置及动作速度来控制马达(130)，并且对预先设定的目标速度和动作速度进行比较并以PID控制方式补
偿其偏差。本发明的一实施例中，控制部(120)可通过如下方法控制马达(130):对由霍尔传感器测定出的马达(130)的RPM和目标速度的RPM进行比较并以PID控制方式补偿其偏差。更具体而言，控制部(120)可以以根据PID控制补偿方法控制PWM占空比的方式控制马达(130)。本发明的一实施例中，控制部(120)可利用以下数学公式执行PID控制补偿。[数学公式I]MVn=MVlri+ Δ MVn,Δ MVn=Kp* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))[数学公式I]中，将本次操作量设为MVn，上次操作量设为MVlri，本次操作量的微分设为Λ MVn，本次偏差设为en，上次偏差设为eiri，上上次偏差设为en_2，并将Kp设为比例系数，Ki设为比例积分系数，Kd设为比例微分系数。图2是表示基于本发明的一实施例的动力后备箱控制方法的流程图。参考图2，控制部(120)利用由速度感测部(110)感测出的马达(130)的速度信息来确认当前后备箱的位置及动作速度(S201)。本发明的一实施例中，优选速度感测部(110)为霍尔传感器。控制部(120)对预先设定的目标速度和动作速度进行比较并以PID控制方式补偿其偏差(S203)。控制部(120)根据PID控制补偿结果来控制马达(130)的速度(S205)。本发明的一实施例中，控制部(120)可通过如下方法控制马达(130):对由霍尔传感器测定出的马达(130)的RPM和目标速度的RPM进行比较并以PID控制方式补偿其偏差。本发明中，控制部(120)可以以根据PID控制补偿方法控制PWM占空比的方式控制马达(130)。图3是用于说明基于本发明的一实施例的动力后备箱控制过程的图。参考图3，对目标速度(Target speed)和当前马达速度进行比较，并通过PID控制补偿其偏差。并且，以通过PID控制补偿程序来调节PWM占空比的方式控制输出，并通过PWM输出控制马达(130)。结果，可通过控制马达(130)的速度来控制后备箱的开闭速度。PID控制是根据控制变数与基准输入之间的误差使系统的输出维持基准电压的反馈控制之一，是比例(Proportional)控制、比例积分(Proportional-1ntegral)控制及比例微分(Proportional-Derivative)控制的组合。P (比例)控制是在基准信号与当前信号之间的误差信号上乘以适当的比例常数增益来生成控制信号。I (比例积分)控制是对误差信号进行积分并将生成控制信号的积分控制与在比例控制并列连接来使用。D (比例微分)控制是对误差信号进行微分并将生成控制信号的微分控制与比例控制并列连接来使用。PID控制是不仅用于测定自动化系统的反应，而且还用于控制反应时的控制方法，用于控制温度、压力、流量、转速等，能够改善过渡状态的特性等PI或ro控制的问题。图4是基于本发明的一实施例的打开后备箱时目标速度的图表。具体而言，图4中图示出打开后备箱时的目标速度RPM图表。本发明中，能够通过安装于马达(130)的霍尔传感器确认马达的速度及RPM信息。因此，能够通过马达的速度确认当前后备箱的位置。本发明中，对目标速度RPM图表和当前马达(130)的RPM进行比较来计算其偏差，通过PID控制对其进行补偿。图5是用于说明基于本发明的一实施例的PID控制的图表。图5 (a)中图示出目标速度分布(desired profile) (a)和实际速度分布(actualprofile) (b)，图5 (b)中图示出PWM输出信号。图5 (a)中，I是当前马达(130)的RPM大于目标速度RPM的情况。当为I的情况时能够在图5 (b)中确认PWM输出图表中PWM输出变小。与此相反的情况，即图5 Ca)的2是当前马达(130)的RPM小于目标速度RPM的情况。当为2的情况时能够在图5 (b)的PWM输出图表中确认PWM输出变大。以上，使用几种优选实施例对本发明进行了说明，但这些实施例是例示性的并非限定性的。在本发明所属的技术领域中，具备通常知识的人员可以理解，在不脱离本发明的思想和添附的技术方案中所提示的权利范围，能够进行各种变更及修改。
权利要求
1.一种在具备后备箱的车辆中的动力后备箱控制系统，该动力后备箱控制系统包括: 马达，用于对所述后备箱传递动力来将其驱动； 速度感测部，用于感测所述马达的速度 '及 控制部，通过如下方法控制所述马达:利用由所述速度感测部感测出的所述马达的速度信息来计算当前后备箱的位置及动作速度，考虑计算出的位置及动作速度来控制所述马达，并且对预先设定的目标速度和所述动作速度进行比较并以比例积分微分控制方式补偿其偏差。
2.如权利要求1所述的动力后备箱控制系统，其特征在于， 所述速度感测部为霍尔传感器。
3.如权利要求2所述的动力后备箱控制系统，其特征在于， 所述控制部通过如下方法控制所述马达:对由所述霍尔传感器测定出的所述马达的每分钟转数和所述目标速度的每分钟转数进行比较并以比例积分微分控制方式补偿其偏差。
4.如权利要求1所述的动力后备箱控制系统，其特征在于， 所述控制部以根据所述比例积分微分控制补偿方法控制脉冲宽度调制占空比的方式控制所述马达。
5.如权利要求1所述的动力后备箱控制系统，其特征在于， 当将本次操作量设为MVn,上次操作量设为MVlri，本次操作量的微分设为△ MVn,本次偏差设为en，上次偏差设为en_i，上上次偏差设为en_2，并将Kp设为比例系数，Ki设为比例积分系数，Kd设为比例微分系数时，利用如下数学公式，执行所述比例积分微分控制补偿，MVn=MVn^1+AMVn, Δ MVn=Kp* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (e^-e^))。
6.—种动力后备箱系统中的动力后备箱控制方法，其中，该动力后备箱系统包括后备箱、用于对所述后备箱传递动力来将其驱动的马达、用于感测所述马达的速度的速度感测部、及控制所述后备箱的开闭的控制部，该动力后备箱控制方法包括如下步骤: 所述控制部利用由所述速度感测部感测出的所述马达的速度信息来确认当前后备箱的位置及动作速度； 所述控制部对预先设定的目标速度和所述动作速度进行比较并以比例积分微分控制方式补偿其偏差；及 所述控制部根据所述比例积分微分控制补偿结果来控制所述马达的速度。
7.如权利要求6所述的动力后备箱控制方法，其特征在于， 所述速度感测部为霍尔传感器。
8.如权利要求7所述的动力后备箱控制方法，其特征在于， 所述控制部通过如下方法控制所述马达:对由所述霍尔传感器测定出的所述马达的每分钟转数和所述目标速度的每分钟转数进行比较并以比例积分微分控制方式补偿其偏差。
9.如权利要求6所述的动力后备箱控制方法，其特征在于， 所述控制部以根据所述比例积分微分控制补偿方法控制脉冲宽度调制占空比的方式控制所述马达。
10.如权利要求6所述的动力后备箱控制方法，其特征在于， 当将本次操作量设为MVn,上次操作量设为MVlri，本次操作量的微分设为△ MVn,本次偏差设为en，上次偏差设为en_i，上上次偏差设为en_2，并将Kp设为比例系数，Ki设为比例积分系数，Kd设为比例微分系数时，利用如下数学公式，执行所述比例积分微分控制补偿，
全文摘要
本发明提供一种动力后备箱控制系统及其方法，该动力后备箱控制系统包括马达，用于对所述后备箱传递动力来将其驱动；速度感测部，用于感测所述马达的速度；及控制部，通过如下方法控制上述马达利用由所述速度感测部感测出的所述马达的速度信息来计算当前后备箱的位置及动作速度，考虑计算出的位置及动作速度来控制所述马达，并且对预先设定的目标速度和所述动作速度进行比较并以PID控制方式补偿其偏差。根据本发明，具有如下效果在具备动力后备箱系统的车辆中，后备箱的动力开闭时，不受外部环境(温度、倾斜度)变化的影响，能够将动力后备箱的开闭速度控制为恒定。
文档编号H02P29/00GK103187922SQ201210591369
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月29日
发明者张世映, 安哉炯, 李相一 申请人:摩拓泰汽车部件有限公司