防夹紧电动机控制制造技术

一种被配置为检测由电动机致动的结构的夹紧状况的电动机控制系统包括夹紧检测模块，该夹紧检测模块被配置为接收指示电动机电流的电流信号，基于该电流信号确定电流的变化率，并且响应于以下任一者来生成指示该夹紧状况的夹紧信号：该电动机电流大于电流阈值以及该电流的变化率大于变化率阈值。该电动机控制系统进一步包括位置控制模块，该位置控制模块被配置为响应于输入来控制该电动机以致动该结构并且响应于该夹紧信号来进行将该电动机停止和反转中的至少一者。停止和反转中的至少一者。停止和反转中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防夹紧电动机控制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月18日提交的美国专利申请No.17/024，964的权益。该申请的全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及电动机控制系统，并且更具体地涉及电动机控制系统的夹紧检测和防止。

技术介绍

[0004]这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文。在本
技术介绍
部分中描述的程度上，目前命名的专利技术人的工作，以及在提交时可能不以其他方式作为现有技术的描述的方面，既没有明确地也没有暗示地被承认为针对本公开的现有技术。
[0005]在汽车，航空或其它应用中，有刷直流电动机已经用于调节座椅、镜子、窗户或其它部件的位置。例如，座椅电动机用于向前、向后、向上和向下移动座椅组件，以调节靠背部分相对于座椅组件的座椅部分的角度位置或倾斜等。相反，窗户电动机用于升高和降低窗户。
[0006]在一些应用中，霍尔效应传感器用于感测电动机的位置。每个电动机需要具有一个或多个相应的霍尔效应传感器和布线。因此，霍尔效应传感器和布线可代表电动机组件的相对昂贵的部件。

技术实现思路

[0007]一种被配置为检测由电动机致动的结构的夹紧状况的电动机控制系统包括夹紧检测模块，该夹紧检测模块被配置为接收指示电动机电流的电流信号，基于该电流信号确定电流的变化率，并且响应于以下任一者而生成指示该夹紧状况的夹紧信号：该电动机电流大于电流阈值和该电流的变化率大于变化率阈值。该电动机控制系统进一步包括位置控制模块，该位置控制模块被配置为响应于输入来控制该电动机以致动该结构并且响应于该夹紧信号进行将电动机停止和反转中的至少一者。
[0008]在其他特征中，所述结构是车辆的窗户。位置控制模块被配置为进一步响应于确定窗户在夹紧范围内而生成夹紧信号。位置控制模块被配置为在指示检测到夹紧状况的夹紧信号之后的预定时间段内禁止窗户向关闭位置的移动。夹紧检测模块包括第一比较器和第二比较器，第一比较器被配置为将电动机电流与电流阈值进行比较，第二比较器被配置为将电流的变化率与变化率阈值进行比较。夹紧检测模块包括配置为采样电动机电流的延迟元件和配置为基于电动机电流和由延迟元件先前采样的电动机电流之间的差输出电流变化率的减法器。
[0009]在其他特征中，该夹紧检测模块包括采样/保持电路，该采样/保持电路被配置为捕获该结构的对应于夹紧范围的位置处的电动机电流的值。夹紧检测模块包括加法器，其
被配置为基于由采样/保持电路捕获的电动机电流值和电流偏移的和来输出电流阈值。选择电流偏移，使得由采样/保持电路捕获的电动机电流值和电流偏移的和对应于预定值，该预定值大于在结构的夹紧范围内电动机的无阻碍操作期间的预期电流。该电动机控制系统进一步包括电流检测模块，该电流检测模块被配置为用于监测该电动机的电流波纹并且基于该电流波纹来计算该电动机电流。
[0010]一种检测由电动机致动的结构的夹紧状况的方法，包括：接收指示电动机电流的电流信号；基于所述电流信号确定电流的变化率；响应于以下任一者来生成指示所述夹紧状况的夹紧信号：所述电动机电流大于电流阈值和所述电流的变化率大于变化率阈值中；响应于输入而控制所述电动机以致动所述结构；以及响应于所述夹紧信号进行将所述电动机停止和反转中的至少一个。
[0011]在其他特征中，所述结构是车辆的窗户。该方法还包括响应于确定窗户在夹紧范围内而生成夹紧信号。该方法还包括在表示检测到夹紧状况的夹紧信号之后的预定时间段内禁止窗户向关闭位置移动。该方法还包括使用第一比较器来将电动机电流与电流阈值进行比较，以及使用第二比较器来将电流的变化率与变化率阈值进行比较。该方法还包括对电动机电流进行采样，并基于电动机电流和先前采样的电动机电流之间的差来输出电流变化率。
[0012]在其他特征中，该方法进一步包括在对应于夹紧范围的结构的位置处捕获电动机电流值。该方法进一步包括基于电动机电流的捕获值和电流偏移的和输出电流阈值。该方法还包括选择电流偏移，使得电动机电流的捕获值和电流偏移的和对应于预定值，该预定值大于在结构的夹紧范围内电动机无阻碍操作期间的预期电流。该方法进一步包括监测该电动机的电流波纹并且基于该电流波纹来计算该电动机电流。
[0013]根据具体实施方式、权利要求和说明书附图，本公开的其它应用领域将变得显而易见。详细描述和具体实施例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0014]从详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
[0015]图1是根据本专利技术的示例性防夹紧电动机控制系统的功能框图；
[0016]图2是根据本专利技术的示例性电动机驱动器模块的功能框图和电气示意图；
[0017]图3是根据本公开的示范性电动机控制模块的功能框图；以及
[0018]图4是用于实现根据本专利技术的防夹紧电动机控制系统的示例方法。
[0019]在附图中，附图标记可以重复使用以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
[0020]一些电动机控制系统实现了防夹紧机构，该防夹紧机构被配置为用于在检测到障碍物时(例如，在窗户关闭，座椅移动等过程中)使电动机反转和/或停止。在一些示例中，防夹机构使用电动机的测量特性(例如，电动机的电流，电动机的速度等)来确定夹紧状况。
[0021]例如，准确的电动机控制需要在操作期间检测电动机的速度和/或位置(例如，绝对位置)。在一些示例中，可以使用霍尔效应传感器来检测电动机的绝对位置。在其他示例中，诸如分路和/或放大器传感器的传感器被用于检测电动机电流和/或速度。因此，防夹紧
机构可以使用从传感器接收的值来检测夹紧状况。
[0022]在无传感器系统(即，不使用霍尔效应或其他传感器的系统)中，电动机的位置可以通过感测和计数电动机电流中对应于电动机换向的纹波来跟踪。根据本公开的防夹紧电动机控制系统和方法被配置为用于确定电动机电流并且基于该电动机电流来检测夹紧状况。例如，电动机控制系统监测纹波电流并基于纹波电流计算诸如电动机速度、电流和电流变化率的状况。由障碍物引起的夹紧状况的开始可以基于所确定的状况的变化来检测。尽管以下关于窗户控制进行描述，但是本公开的原理可以应用于车辆座椅的防夹紧电动机控制系统(例如，前座椅和/或后折叠座椅的运动)、提升式门关闭、踏板运动等。
[0023]现在参见图1，根据本公开的防夹紧电动机控制系统100的功能框图包括电动机控制模块104和电动机驱动器模块108，该电动机控制模块被配置为用于控制一个或多个电动机112。例如，电动机112被布置成升高和降低车辆的窗户116(示意性地示出)。在一些示例中，电动机112是有刷DC电动机。
[0024]电动机控制系统100接收一个或多个开关输入，该开关输入由车辆的乘员致动以调节窗116。电动机控制模块104基于开关输入生成电动机开关控制信号，并将电动机开关控制信号提供给电动机驱动器模块108。例如，电动机控制模块104基于开关输入向电动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机控制系统，被配置为检测由电动机致动的结构的夹紧状况，所述电动机控制系统包括：夹紧检测模块，被配置为接收指示电动机电流的电流信号，基于所述电流信号确定电流的变化率，并且响应于以下任一者来生成指示所述夹紧状况的夹紧信号：(i)所述电动机电流大于电流阈值，以及(ii)所述电流的变化率大于变化率阈值；以及位置控制模块，被配置为(i)响应于输入来控制所述电动机以致动所述结构，以及(ii)响应于所述夹紧信号进行将所述电动机停止和反转中的至少一者。2.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其中所述结构是车辆的窗户。3.根据权利要求2所述的电动机控制系统，其中所述位置控制模块被配置为进一步响应于确定所述窗户在夹紧范围内而生成所述夹紧信号。4.根据权利要求3所述的电动机控制系统，其中所述位置控制模块被配置为在指示检测到所述夹紧状况的所述夹紧信号之后的预定时间段内禁止所述窗户朝向关闭位置的移动。5.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其中所述夹紧检测模块包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器被配置为将所述电动机电流与所述电流阈值进行比较，并且所述第二比较器被配置为将所述电流的变化率与所述变化率阈值进行比较。6.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其中所述夹紧检测模块包括延迟元件和减法器，所述延迟元件被配置为对所述电动机电流进行采样，并且所述减法器被配置为基于在所述电动机电流和由所述延迟元件先前采样的所述电动机电流之间的差来输出所述电流的变化率。7.根据权利要求1所述的电动机控制系统，所述夹紧检测模块包括采样/保持电路，所述采样/保持电路被配置为捕获所述结构的对应于夹紧范围的位置处的所述电动机电流的值。8.根据权利要求7所述的电动机控制系统，其中所述夹紧检测模块包括加法器，所述加法器被配置为基于由所述采样/保持电路捕获的所述电动机电流的所述值与电流偏移的和，来输出所述电流阈值。9.根据权利要求8所述的电动机控制系统，其中所述电流偏移被选择为使得由所述采样/保持电路捕获的所述电动机电流的所述值与所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：捷温汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：