一种汽车电动尾门驱动控制方法、系统及控制器与流程

本发明涉及汽车配件，具体涉及汽车电动尾门驱动控制技术。

背景技术：

1、现有汽车电动尾门驱动系统通常采用左右对称布置的双电动撑杆结构，两撑杆在尾门开闭过程中同步动作，以提供均匀的驱动力。在尾门开闭过程中，撑杆通过上铰接点、下铰接点与尾门铰链点构成的三铰链机构实现力的传递。然而，当该三铰链点处于共线状态时，撑杆对尾门铰链点的力臂为零，此时撑杆伸缩驱动力无法对尾门产生以尾门铰链点为重点的有效转矩，形成结构死点。传统系统为简化控制逻辑，往往规避结构死点设计，但如在空间受限或造型需求下，撑杆行程必须经过该死点区域，则无法实现尾门完全关闭或全开。由于对称布置下左右撑杆的结构参数一致，其结构死点位置高度重合，在尾门行至该区域时，撑杆对尾门施加的作用力对应到尾门铰链点的力臂为0，即撑杆的作用力无论多大，都无法形成对尾门的有效驱动力矩，两撑杆会同时丧失驱动力矩，此对称布置的电动撑杆结构会在“结构死点”位置卡死停止，无法通过单向缩短驱动尾门继续开闭，导致尾门卡滞，尤其在存在制造公差或负载波动的情况下，系统极易失效。

2、在控制层面，现有技术无法精确识别结构死点的实时位置，因死点为一个空间几何点，受装配误差、材料变形和温度影响存在个体差异，传统控制方法依赖固定行程阈值或时间判定，难以实现动态、精准的死点过渡区识别。此外，控制系统在死点区域仍维持双撑杆同步驱动，导致电机空转、电流异常升高，不仅加剧机械磨损，且无法提供有效补偿力矩，最终引发开闭中断。同时，现有系统虽具备基于电流或速度的防夹保护功能，但因缺乏对撑杆运动阶段的精准感知，无法区分正常阻力与异常夹持，误触发率高；且门锁状态与驱动控制未形成闭环联动，导致尾门关闭后无法确认是否真正锁止，存在安全隐患。综上，传统对称布置的电动尾门系统在必须通过结构死点的应用场景中，存在驱动失效、控制失准、防夹不可靠及闭环确认缺失等技术缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术缺陷，本发明目的在于提供一种汽车电动尾门驱动系统及控制方法，解决电动撑杆在开闭行程过程中通过结构死点的情况下的驱动结构问题、控制问题。

2、本发明的技术方案如下

3、本技术提供一种汽车电动尾门驱动控制方法，左电动撑杆、右电动撑杆分别布置在尾门的两侧，且此双撑杆采用不同角度的非对称布置，进而在伸缩驱动过程中产生不同角度的驱动力，通过差异化协同作动，使得两撑杆在开闭过程中分时通过结构死点，驱动尾门开闭。

4、所述方法包括如下步骤：

5、步骤一，控制器接收尾门开启或关闭指令。

6、步骤二，控制器通过左电动撑杆和右电动撑杆内置的霍尔传感器，分别获取左电动撑杆和右电动撑杆的实时伸缩长度，并根据实时伸缩长度判断各自所处运动阶段，运动阶段包括关闭前段、死点过渡区和关闭后段，其中死点过渡区为撑杆结构死点前后±2.5°角度对应的行程区间，此角度及角度对应的行程区间根据结构、公差、温度差异等因素进行选取，可适当调整。所述结构死点为撑杆上铰接点、下铰接点与尾门铰链点共线时撑杆下铰接点对应的位置。所述关闭前段是在关闭初期，撑杆未进入死点过渡区的行程阶段，即从最大尾门开度到进入死点过渡区的行程区间。所述关闭后段是在关闭后期，撑杆已通过死点过渡区的行程阶段，即从死点过渡区后到尾门关闭的行程区间。

7、步骤三，控制器根据尾门目标状态与左电动撑杆和右电动撑杆的实时运动阶段，执行差异化协同控制：当任一撑杆处于死点过渡区时，控制该撑杆无作动力，同时控制另一撑杆以加大力矩驱动尾门；当左电动撑杆和右电动撑杆均不在死点过渡区时，控制二者同步驱动。

8、步骤四，控制器根据霍尔传感器信号计算左电动撑杆和右电动撑杆的行程变化速率，当行程变化速率超过预设阈值时，执行防夹动作。

9、步骤五，控制器读取门锁状态信号，依据门锁是否锁止决定是否终止驱动信号输。

10、进一步地，所述左电动撑杆与右电动撑杆采用非对称布置，两撑杆先后通过结构死点对应的角度差≥5°，即此角度需大于等于死点过渡区角度范围，实际可适当调整。

11、进一步地，所述预设角度是指撑杆下铰接点围绕尾门铰链点旋转的角度，角度范围即行程区间基于撑杆在结构死点处的长度边界值及各铰接点的空间几何关系计算得出，并通过硬件公差补偿或力矩标定数据进行动态调整。优选预设角度为撑杆结构死点前后±2.5°。

12、进一步地，关闭前段、死点过渡区和关闭后段各阶段的撑杆长度边界值通过预先标定并存储于控制器的非易失性存储器中。

13、进一步地，当任一撑杆处于死点过渡区时，控制器将该撑杆的驱动电流设定为零安培，或将其pwm控制信号的占空比调整至0%，以使该撑杆的电机输出扭矩为零，由另一撑杆独立承担尾门开闭过程中的全部阻力矩。

14、进一步地，另一撑杆在主导驱动时，其输出力矩依据尾门当前位置对应的力臂长度与阻力矩标定表进行实时计算，力臂长度由撑杆伸缩长度与尾门铰链点的空间几何关系映射获得；阻力矩标定表为二维查表数据，其行坐标为尾门开度角，列坐标为撑杆伸缩长度，表内元素为对应工况下的阻力矩数值，该表通过台架实验在不同环境温度与负载条件下采集并拟合生成。

15、进一步地，开启过程中的差异化协同控制逻辑为：当左撑杆处于关闭后段且右撑杆处于死点过渡区时，控制器禁用右撑杆的驱动输出，由左撑杆持续收缩拉动尾门开启；当左撑杆处于死点过渡区且右撑杆处于关闭前段时，控制器禁用左撑杆的驱动输出，由右撑杆持续伸长推动尾门开启。

16、进一步地，行程变化速率的预设阈值为3%，实际阈值可根据尾门开闭速度、防夹力等的标定进行调整。

17、进一步地，控制器内设置有非易失性存储模块，其存储内容包括：左、右撑杆各自的结构死点长度值、死点过渡区对应的长度区间边界、行程变化速率的预设阈值、不同尾门开度下的阻力矩标定表、以及驱动电流斜率补偿曲线。

18、本技术另一方面还提供一种汽车电动尾门驱动系统，用于执行如上述的汽车电动尾门驱动控制方法，包括：尾门框、尾门、铰链、控制器、左电动撑杆、右电动撑杆和门锁；尾门通过铰链安装在尾门框上以实现旋转开闭；门锁安装在尾门框上，用于在尾门关闭时实现锁止或解锁；左电动撑杆和右电动撑杆分别通过铰接点连接尾门框和尾门，且二者采用非对称布置，使得所述左电动撑杆和所述右电动撑杆通过结构死点存在先后角度差异；控制器内设置有控制模块和供电模块，通过线束与左电动撑杆和右电动撑杆电连接，左电动撑杆和右电动撑杆分别集成有霍尔位置传感器和电流采样电路，用于实时检测各自伸缩长度和驱动电流。

19、进一步还提供一种汽车电动尾门驱动控制器，包括：控制模块、通信接口、供电模块和存储模块；控制模块被配置为执行如上述的汽车电动尾门驱动控制方法；通信接口用于接收来自整车系统的尾门开启或关闭指令、接收来自左电动撑杆和右电动撑杆的霍尔传感器信号、以及读取门锁的状态信号；存储模块用于存储左电动撑杆和右电动撑杆的运动阶段标定数据、结构死点对应的撑杆长度、以及行程变化速率的预设阈值。

20、本发明技术方案的效果如下：

21、本技术的技术方案通过将左电动撑杆和右电动撑杆采用不同角度的非对称布置，使两撑杆的结构死点在空间上错开，两撑杆在尾门开闭过程中因结构几何关系差异而分时通过其各自的结构死点，避免双撑杆同时处于驱动力矩为零的失效状态；同时，控制器基于霍尔传感器实时获取的伸缩长度，精确判断各撑杆所处的关闭前段、死点过渡区或关闭后段运动阶段，并在任一撑杆进入死点过渡区时，立即停止该撑杆的驱动输出，转由另一撑杆独立承担全部驱动力矩，确保尾门在死点区域仍能平稳连续运动；进一步地，通过实时计算两撑杆的行程变化速率并在超阈值时触发防夹保护，并结合门锁状态信号动态终止驱动输出，实现对尾门运动全过程的精准协同控制与安全防护。因此，本技术可有效解决现有技术中汽车电动尾门因双撑杆同步进入结构死点导致驱动力丧失、尾门卡滞无法完成开闭的问题，达到提升驱动可靠性、保障运动连续性、增强系统安全性与用户使用体验的综合技术效果。