動力后備箱控制系統及其方法

專利名稱：動力后備箱控制系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種動力后備箱控制系統及方法，更詳細而言涉及一種能夠打開或關閉具備于汽車后方的后備箱的動力后備箱控制系統及方法。
背景技術：
通常在構成汽車的后面部的后備箱中保管一般小貨物及備用作業工具、備胎等，并且防備事故發生而保管著急救箱等，將蓋住這種后備箱空間的部件稱為后備箱蓋。后備箱蓋受后備箱鎖定裝置的管制，并且具備有只要解除這種鎖定裝置就能夠以較小的力輕松地使后備箱蓋上揚的鉸鏈裝置。近年來開發了只要在駕駛席簡單地操作按鈕，就能夠使后備箱蓋自動打開或關閉的動力后備箱自動開閉裝置。以往提出了多種控制動力后備箱的驅動的技術。作為以往技術的一例，有如下技術:從霍爾傳感器(Hall sensor)接受傳遞過來的后備箱的角度和移動速度而將區間分成加速區間、減速區間及恒速區間，并根據各區間一邊按恒定比率增加、減少或維持占空比(duty ratio) —邊控制動力后備箱的速度。該以往技術使脈沖寬度調制(PWM (Pulse Width Modulation))的占空比以恒定比率增減，從而能夠控制馬達的輸出來按區間控制后備箱的速度。然而，以往技術是使占空比以恒定比率增減的技術，存在無法根據車輛的外部環境(溫度、傾斜度等)維持后備箱的開閉速度的問題。即，以往技術中，不受外部環境的影響控制動力后備箱的速度，因此在驅動期間外部環境發生變化時，動力后備箱的速度控制產生問題。而且，以往技術中為了考慮外部環境的同時將動力后備箱速度維持為恒定，需要目標和分布等，但這存在理論上較復雜的問題。

發明內容
本發明是為了解決如上問題而提出的，其目的在于提供一種不受車輛外部環境的影響就能夠將動力后備箱的開閉速度控制為恒定的動力后備箱控制系統及方法。本發明的目的不限于以上提到的目的，技術人員可以從以下記載明確地理解未提到的其他目的。用于實現這種目的的本發明的在具備后備箱的車輛中控制動力后備箱的系統，其包括:馬達，用于對所述后備箱傳遞動力來將其驅動；速度感測部，用于感測所述馬達的速度；控制部，通過如下方法控制所述馬達:利用由所述速度感測部感測出的所述馬達的速度信息來計算當前后備箱的位置及動作速度，考慮計算出的位置及動作速度控制所述馬達，并且對預先設定的目標速度和所述動作速度進行比較并以比例積分微分控制方式補償其偏差。 所述速度感測部可為霍爾傳感器。所述控制部可通過如下方法控制所述馬達:對由所述霍爾傳感器測定出的所述馬達的每分鐘轉數(RPM (Revolution per minute))和所述目標速度的RPM進行比較并以比例積分微分(PID (Proportional Integral Derivative))控制方式補償其偏差。所述控制部可以以根據所述PID控制補償方法控制PWM占空比的方式控制所述馬達。當將本次操作量設為MVn，上次操作量設為MVlri，本次操作量的微分設為AMVn，本次偏差設為en，上次偏差設為Θμ，上上次偏差設為en_2，并將Kp設為比例系數，Ki設為比例積分系數，Kd設為比例微分系數時，所述控制部可利用數學公式MVn=MVlri+ Λ MVn及Λ MVn=KP* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))來執行所述 PID 控制補償。本發明的包括后備箱、用于對所述后備箱傳遞動力來將其驅動的馬達、用于感測所述馬達的速度的速度感測部、及控制所述后備箱的開閉的控制部的動力后備箱系統中的動力后備箱控制方法，其中，該動力后備箱控制方法包括如下步驟:所述控制部利用由所述速度感測部感測出的所述馬達的速度信息來確認當前后備箱的位置及動作速度；所述控制部對預先設定的目標速度和所述動作速度進行比較并以PID控制方式補償其偏差；以及所述控制部根據所述PID控制補償結果來控制所述馬達的速度。所述速度感測部可為霍爾傳感器。所述控制部可通過如下方法控制所述馬達:對由所述霍爾傳感器測定出的所述馬達的RPM和所述目標速度的RPM進行比較并以PID控制方式補償其偏差。所述控制部可以以根據所述PID控制補償方法控制PWM占空比的方式控制所述馬達。

當將本次操作量設為MVn，上次操作量設為MVlri，本次操作量的微分設為AMVn，本次偏差設為en，上次偏差設為Θμ，上上次偏差設為en_2，并將Kp設為比例系數，Ki設為比例積分系數，Kd設為比例微分系數時，所述控制部可利用數學公式MVn=MVlri+ Λ MVn及Λ MVn=KP* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))來執行所述 PID 控制補償。根據本發明，具有如下效果:在具備動力后備箱系統的車輛中，后備箱的動力開閉時(open/close)，不受外部環境(溫度、傾斜度)變化的影響就能夠將動力后備箱的開閉速度控制為恒定。S卩，根據本發明，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，因此即使外部環境(溫度、傾斜度)發生變化，也能夠利用一個分布(Profile)來將后備箱的開閉速度調節為恒定，且即使在驅動期間外部環境發生變化，也能夠通過PID控制進行及時補償。如此，本發明中即使發生任何環境變化都能夠利用一個分布來控制恒定的后備箱驅動，因此理論上也變得簡單，具有能夠更穩定地控制動力后備箱的開閉速度調節的效果。


圖1是表示基于本發明的一實施例的動力后備箱控制系統的結構的塊圖。圖2是表示基于本發明的一實施例的動力后備箱控制方法的流程圖。圖3是用于說明基于本發明的一實施例的動力后備箱控制過程的圖。圖4是基于本發明的一實施例的打開后備箱時的目標速度圖表。圖5是用于說明基于本發明的一實施例的PID控制的圖表。
具體實施例方式以下，參考附圖對本發明的實施例如下進行詳細說明。首先，對附圖的構成要件附加參考符號時應留意，關于同一構成要件，即使示于不同的附圖上，也盡可能附加同一符號。并且，對本發明進行說明時，當判斷為關于相關的公知功能或結構的具體說明有可能不必要地影響本發明的要點時，省略其詳細說明。并且，在整個說明書中，只要沒有特意記載相反的內容，則某部分“包括”某構成要件并不是將其他構成要件排除在外，而是還意味著可以進一步包括其他構成要件。圖1是表示基于本發明的一實施例的動力后備箱控制系統的結構的塊圖。參考圖1，本發明的動力后備箱控制系統是在具備后備箱的車輛中控制動力后備箱的系統，其包括速度感測部(110)、控制部(120)及馬達(130)。速度感測部(110)起到感測馬達(130)的速度的作用。

本發明的一實施例中，優選速度感測部(110)為霍爾傳感器。馬達(130)起到對后備箱傳遞動力來將其驅動的作用。控制部(120)通過如下方法控制馬達(130):利用由速度感測部(110)感測出的馬達(130)的速度信息來計算當前后備箱的位置及動作速度，考慮計算出的位置及動作速度來控制馬達(130)，并且對預先設定的目標速度和動作速度進行比較并以PID控制方式補
償其偏差。本發明的一實施例中，控制部(120)可通過如下方法控制馬達(130):對由霍爾傳感器測定出的馬達(130)的RPM和目標速度的RPM進行比較并以PID控制方式補償其偏差。更具體而言，控制部(120)可以以根據PID控制補償方法控制PWM占空比的方式控制馬達(130)。本發明的一實施例中，控制部(120)可利用以下數學公式執行PID控制補償。[數學公式I]MVn=MVlri+ Δ MVn,Δ MVn=Kp* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (en_!-en_2))[數學公式I]中，將本次操作量設為MVn，上次操作量設為MVlri，本次操作量的微分設為Λ MVn，本次偏差設為en，上次偏差設為eiri，上上次偏差設為en_2，并將Kp設為比例系數，Ki設為比例積分系數，Kd設為比例微分系數。圖2是表示基于本發明的一實施例的動力后備箱控制方法的流程圖。參考圖2，控制部(120)利用由速度感測部(110)感測出的馬達(130)的速度信息來確認當前后備箱的位置及動作速度(S201)。本發明的一實施例中，優選速度感測部(110)為霍爾傳感器。控制部(120)對預先設定的目標速度和動作速度進行比較并以PID控制方式補償其偏差(S203)。控制部(120)根據PID控制補償結果來控制馬達(130)的速度(S205)。本發明的一實施例中，控制部(120)可通過如下方法控制馬達(130):對由霍爾傳感器測定出的馬達(130)的RPM和目標速度的RPM進行比較并以PID控制方式補償其偏差。本發明中，控制部(120)可以以根據PID控制補償方法控制PWM占空比的方式控制馬達(130)。圖3是用于說明基于本發明的一實施例的動力后備箱控制過程的圖。參考圖3，對目標速度(Target speed)和當前馬達速度進行比較，并通過PID控制補償其偏差。并且，以通過PID控制補償程序來調節PWM占空比的方式控制輸出，并通過PWM輸出控制馬達(130)。結果，可通過控制馬達(130)的速度來控制后備箱的開閉速度。PID控制是根據控制變數與基準輸入之間的誤差使系統的輸出維持基準電壓的反饋控制之一，是比例(Proportional)控制、比例積分(Proportional-1ntegral)控制及比例微分(Proportional-Derivative)控制的組合。P (比例)控制是在基準信號與當前信號之間的誤差信號上乘以適當的比例常數增益來生成控制信號。I (比例積分)控制是對誤差信號進行積分并將生成控制信號的積分控制與在比例控制并列連接來使用。D (比例微分)控制是對誤差信號進行微分并將生成控制信號的微分控制與比例控制并列連接來使用。PID控制是不僅用于測定自動化系統的反應，而且還用于控制反應時的控制方法，用于控制溫度、壓力、流量、轉速等，能夠改善過渡狀態的特性等PI或ro控制的問題。圖4是基于本發明的一實施例的打開后備箱時目標速度的圖表。具體而言，圖4中圖示出打開后備箱時的目標速度RPM圖表。本發明中，能夠通過安裝于馬達(130)的霍爾傳感器確認馬達的速度及RPM信息。因此，能夠通過馬達的速度確認當前后備箱的位置。本發明中，對目標速度RPM圖表和當前馬達(130)的RPM進行比較來計算其偏差，通過PID控制對其進行補償。圖5是用于說明基于本發明的一實施例的PID控制的圖表。圖5 (a)中圖示出目標速度分布(desired profile) (a)和實際速度分布(actualprofile) (b)，圖5 (b)中圖示出PWM輸出信號。圖5 (a)中，I是當前馬達(130)的RPM大于目標速度RPM的情況。當為I的情況時能夠在圖5 (b)中確認PWM輸出圖表中PWM輸出變小。與此相反的情況，即圖5 Ca)的2是當前馬達(130)的RPM小于目標速度RPM的情況。當為2的情況時能夠在圖5 (b)的PWM輸出圖表中確認PWM輸出變大。以上，使用幾種優選實施例對本發明進行了說明，但這些實施例是例示性的并非限定性的。在本發明所屬的技術領域中，具備通常知識的人員可以理解，在不脫離本發明的思想和添附的技術方案中所提示的權利范圍，能夠進行各種變更及修改。
權利要求
1.一種在具備后備箱的車輛中的動力后備箱控制系統，該動力后備箱控制系統包括: 馬達，用于對所述后備箱傳遞動力來將其驅動； 速度感測部，用于感測所述馬達的速度 '及 控制部，通過如下方法控制所述馬達:利用由所述速度感測部感測出的所述馬達的速度信息來計算當前后備箱的位置及動作速度，考慮計算出的位置及動作速度來控制所述馬達，并且對預先設定的目標速度和所述動作速度進行比較并以比例積分微分控制方式補償其偏差。
2.如權利要求1所述的動力后備箱控制系統，其特征在于， 所述速度感測部為霍爾傳感器。
3.如權利要求2所述的動力后備箱控制系統，其特征在于， 所述控制部通過如下方法控制所述馬達:對由所述霍爾傳感器測定出的所述馬達的每分鐘轉數和所述目標速度的每分鐘轉數進行比較并以比例積分微分控制方式補償其偏差。
4.如權利要求1所述的動力后備箱控制系統，其特征在于， 所述控制部以根據所述比例積分微分控制補償方法控制脈沖寬度調制占空比的方式控制所述馬達。
5.如權利要求1所述的動力后備箱控制系統，其特征在于， 當將本次操作量設為MVn,上次操作量設為MVlri，本次操作量的微分設為△ MVn,本次偏差設為en，上次偏差設為en_i，上上次偏差設為en_2，并將Kp設為比例系數，Ki設為比例積分系數，Kd設為比例微分系數時，利用如下數學公式，執行所述比例積分微分控制補償，MVn=MVn^1+AMVn, Δ MVn=Kp* (en-en_!) +Ki*en+Kd* ((en-en_!) - (e^-e^))。
6.—種動力后備箱系統中的動力后備箱控制方法，其中，該動力后備箱系統包括后備箱、用于對所述后備箱傳遞動力來將其驅動的馬達、用于感測所述馬達的速度的速度感測部、及控制所述后備箱的開閉的控制部，該動力后備箱控制方法包括如下步驟: 所述控制部利用由所述速度感測部感測出的所述馬達的速度信息來確認當前后備箱的位置及動作速度； 所述控制部對預先設定的目標速度和所述動作速度進行比較并以比例積分微分控制方式補償其偏差；及 所述控制部根據所述比例積分微分控制補償結果來控制所述馬達的速度。
7.如權利要求6所述的動力后備箱控制方法，其特征在于， 所述速度感測部為霍爾傳感器。
8.如權利要求7所述的動力后備箱控制方法，其特征在于， 所述控制部通過如下方法控制所述馬達:對由所述霍爾傳感器測定出的所述馬達的每分鐘轉數和所述目標速度的每分鐘轉數進行比較并以比例積分微分控制方式補償其偏差。
9.如權利要求6所述的動力后備箱控制方法，其特征在于， 所述控制部以根據所述比例積分微分控制補償方法控制脈沖寬度調制占空比的方式控制所述馬達。
10.如權利要求6所述的動力后備箱控制方法，其特征在于， 當將本次操作量設為MVn,上次操作量設為MVlri，本次操作量的微分設為△ MVn,本次偏差設為en，上次偏差設為en_i，上上次偏差設為en_2，并將Kp設為比例系數，Ki設為比例積分系數，Kd設為比例微分系數時，利用如下數學公式，執行所述比例積分微分控制補償，
全文摘要
本發明提供一種動力后備箱控制系統及其方法，該動力后備箱控制系統包括馬達，用于對所述后備箱傳遞動力來將其驅動；速度感測部，用于感測所述馬達的速度；及控制部，通過如下方法控制上述馬達利用由所述速度感測部感測出的所述馬達的速度信息來計算當前后備箱的位置及動作速度，考慮計算出的位置及動作速度來控制所述馬達，并且對預先設定的目標速度和所述動作速度進行比較并以PID控制方式補償其偏差。根據本發明，具有如下效果在具備動力后備箱系統的車輛中，后備箱的動力開閉時，不受外部環境(溫度、傾斜度)變化的影響，能夠將動力后備箱的開閉速度控制為恒定。
文檔編號H02P29/00GK103187922SQ201210591369
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2011年12月29日
發明者張世映, 安哉炯, 李相一 申請人:摩拓泰汽車部件有限公司