车门与车窗的集成控制器、系统及方法与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，特别涉及一种车门与车窗的集成控制器、系统及方法。


背景技术：

2.在车辆中，汽车电动车门和车窗系统是汽车的重要组成部分，车门、车窗的使用体验会直接影响消费者对整车的评价感受。随着汽车电动化、网联化、智能化、共享化作为代表的新四化发展需求，消费者对汽车车门、车窗系统控制个性化、功能化、智能化、舒适性要求也日益提升。
3.相关技术中，电动车门系统需要由控制单元驱动电机限位器电机、吸合锁电机来实现车门的开闭，同时通过车门外部的防撞雷达实现开门的壁障功能；电动车窗系统需要通过车窗控制模块采集车窗开关信号，驱动玻璃升降器电机实现车窗升降功能。然而，这些都只进行了单一的系统设计，浪费硬件资源，设计成本较高。


技术实现要素：

4.本技术提供一种车门与车窗的集成控制器、系统及方法，以解决相关技术中单独设计电动车门和车窗系统，导致浪费硬件资源，设计成本较高，不利于控制器软件更新迭代等问题。
5.本技术第一方面实施例提供一种车门与车窗的集成控制器，所述控制器集成设置有采集单元、驱动单元和控制单元，包括：所述采集单元，用于获取任意车门的车门控制指令和任意车窗的车窗控制指令；所述驱动单元，用于驱动所述任意车门的执行机构控制对应车门的开闭，并驱动所述任意车窗的执行机构控制对应车窗的升降；所述控制单元，用于根据所述车门控制指令控制所述驱动单元驱动对应车门的执行机构，以控制所述对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据所述车窗控制指令控制所述驱动单元驱动对应车窗的执行机构，以控制所述对应车窗上升或下降至第一预设位置。
6.根据上述技术手段，本技术实施例通过设计一种将车门与车窗的功能集成在一起的集成控制器，减少车辆内元器件数量，由集成式控制器统一实现各个功能的控制及软件升级迭代，节省了硬件资源和整车成本。
7.进一步地，所述采集单元还用于获取限位器位置传感器的输入信号，所述控制单元用于根据所述输入信号确定所述车门是否开启至第二预设位置，并在所述车门开启至所述第二预设位置时，控制所述驱动单元停止驱动所述车门对应的执行机构。
8.根据上述技术手段，本技术实施例控制单元通过采集单元获取的输入信号确定车门的位置，从而能够保证控制单元正确执行指令。
9.进一步地，所述采集单元还用于获取防撞雷达采集的障碍物距离信息，所述控制单元根据所述障碍物距离信息判断所述车门与障碍物之间的实际距离是否小于预设阈值，并在所述实际距离小于所述预设阈值时，控制所述驱动单元停止驱动所述车门对应的执行机构。
10.根据上述技术手段，本技术实施例可以通过采集单元获取防撞雷达采集的障碍物距离信息，控制单元控制车辆进行规避障碍，保证车辆的安全。
11.进一步地，所述控制器还集成设置有通信单元，其中，所述通信单元用于与任意输入设备通信，转发所述任意设备输入的所述车门控制指令、所述车窗控制指令、所述限位器位置传感器的输入信号和所述障碍物距离信息至所述采集单元。
12.根据上述技术手段，本技术实施例可以通过通信单元与车辆内的任意输入设备进行通信，转发指令至采集单元等，能够统一实现通信，节约各个部件之间的线束连接，节省硬件资源。
13.进一步地，所述控制器还集成设置有存储单元，其中，所述存储单元用于存储所述限位器位置传感器的输入信号、用户的输入设置、用户的开门的角度和速度。
14.根据上述技术手段，本技术实施例通过存储单元存储一些信息，以方便下次执行相同的指令，采取同样的措施，提高处理效率。
15.进一步地，所述控制器还集成设置有诊断单元，所述诊断单元用于诊断驱动任意执行机构时的驱动电流、驱动电压和纹波是否处于对应预设范围内，并在所述驱动电流、所述驱动电压或纹波未处于对应预设范围内时，判定对应执行机构故障，并输出故障报警提示。
16.根据上述技术手段，本技术实施例通过诊断单元诊断执行机构时的驱动电源、驱动电压和纹波是否正常，并在出现异常时生成故障报警提示，能够保证在进行车门车窗控制时的安全。
17.进一步地，所述控制器还集成设置有电源管理单元，所述电源管理单元用于控制所述控制器中任意单元的供电电路的通断。
18.根据上述技术手段，本技术实施例还可以设置电源管理单元，能够灵活的控制控制器中任意单元的供电电路的通断。
19.本技术第二方面实施例提供一种车门与车窗的集成控制系统，包括：任意车门的执行机构和任意车窗的执行机构；如上述实施例任意一项所述的车门与车窗的集成控制器，用于根据所述车门控制指令控制驱动对应车门的执行机构，以控制所述对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据所述车窗控制指令驱动对应车窗的执行机构，以控制所述对应车窗上升或下降至第一预设位置。
20.进一步地，所述任意车门的执行机构包括限位器电机、电磁阻尼器、车门中控锁电机和车门吸合锁电机；所述任意车窗的执行机构包括车门升降器电机。
21.本技术第三方面实施例提供一种车门与车窗的集成控制方法，应用于如上述实施例任意一项所述的车门与车窗的集成控制器，包括：获取任意车门的车门控制指令和任意车窗的车窗控制指令；根据所述车门控制指令控制所述驱动单元驱动对应车门的执行机构，以控制所述对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据所述车窗控制指令控制所述驱动单元驱动对应车窗的执行机构，以控制所述对应车窗上升或下降至第一预设位置。
22.由此，本技术至少具有如下有益效果：
23.(1)本技术实施例通过设计一种将车门与车窗的功能集成在一起的集成控制器，减少车辆内元器件数量，由集成式控制器统一实现各个功能的控制及软件升级迭代，节省
了硬件资源和整车成本。
24.(2)本技术实施例控制单元通过采集单元获取的输入信号确定车门的位置，从而能够保证控制单元正确执行指令。
25.(3)本技术实施例可以通过采集单元获取防撞雷达采集的障碍物距离信息，控制单元控制车辆进行规避障碍，保证车辆的安全。
26.(4)本技术实施例可以通过通信单元与车辆内的任意输入设备进行通信，转发指令至采集单元等，能够统一实现通信，节约各个部件之间的线束连接，节省硬件资源。
27.(5)本技术实施例通过存储单元存储一些信息，以方便下次执行相同的指令，采取同样的措施，提高处理效率。
28.(6)本技术实施例通过诊断单元诊断执行机构时的驱动电源、驱动电压和纹波是否正常，并在出现异常时生成故障报警提示，能够保证在进行车门车窗控制时的安全。
29.(7)本技术实施例还可以设置电源管理单元，能够灵活的控制控制器中任意单元的供电电路的通断。
30.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
31.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1为根据本技术实施例提供的车门与车窗的集成控制器的方框示意图；
33.图2为根据本技术实施例提供的车门与车窗的集成控制系统的方框图；
34.图3为根据本技术实施例提供的车门与车窗的集成控制方法的流程图；
35.图4为根据本技术实施例提供的一种车门与车窗的集成控制方法的流程示意图。
具体实施方式
36.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
37.汽车电动车门和车窗系统是汽车的重要组成部分，车门、车窗的使用体验会直接影响消费者对整车的评价感受。随着汽车电动化、网联化、智能化、共享化为代表的新四化发展需求，消费者对汽车车门、车窗系统控制个性化、功能化、智能化、舒适性要求也日益提升。
38.电动车门系统需要由控制单元驱动电动限位器电机、吸合锁电机来实现车门的开闭，同时通过车门外部的防撞雷达实现开门时的避障功能。相关技术1中是通过电动车门控制器驱动车门开关执行机构实现电动门的开闭，并通过安全预警装置实现开门避障和用户提示。
39.电动车窗系统需要通过车窗控制模块采集车窗开关信号，驱动玻璃升降器电机实现车窗升降功能。相关技术2中是通过基于lin(local interconnect network，局域互联网络)总线的车身控制器和主、副电动车窗模块实现车窗功能。然而，这些技术中都是只考虑
了单一系统的设计。
40.下面参考附图描述本技术实施例的车门与车窗的集成控制器、系统及方法。针对上述背景技术中提到的对车门和车窗等车辆的功能只能进行单一的系统设计，浪费硬件资源，成本较高的问题，本技术提供了一种车门与车窗的集成控制器，在该方法中，设计一种集成式的车门、车窗控制方法，通过同一个控制模块实现这些功能的控制，共享mcu、电源管理模块、通信模块、存储单元等，便于实现很多联动功能逻辑，统一实现各个功能的控制及软件升级迭代。由此，解决了单独设计电动车门和车窗系统，导致浪费硬件资源，设计成本较高，不利于控制器软件更新迭代等问题。
41.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种车门与车窗的集成控制器的示意图。
42.如图1所示，该车门与车窗的集成控制器100，包括：采集单元110、驱动单元120以及控制单元130。
43.其中，采集单元110用于获取任意车门的车门控制指令和任意车窗的车窗控制指令；驱动单元120用于驱动任意车门的执行机构控制对应车门的开闭，并驱动任意车窗的执行机构控制对应车窗的升降；控制单元130用于根据车门控制指令控制驱动单元驱动对应车门的执行机构，以控制对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据车窗控制指令控制驱动单元驱动对应车窗的执行机构，以控制对应车窗上升或下降至第一预设位置。
44.其中，车门车窗的任意控制指令不限于单一的方式，可以是操作车门内外的开关输入，可以是通过语音及控制请求输入，可以是通过中控大屏上的触屏开关输入，也可以通过车企的手机app输入。
45.可以理解的是，采集单元采集车门和/或车窗的控制指令，驱动单元驱动控制指令对应的执行机构控制相应的动作，控制单元是根据指令驱动相对应的驱动单元驱动对应的执行机构。
46.在本技术实施例中，采集单元110还用于获取限位器位置传感器的输入信号，控制单元用于根据输入信号确定车门是否开启至第二预设位置，并在车门开启至第二预设位置时，控制驱动单元停止驱动车门对应的执行机构。
47.其中，第二预设位置是车门开启到的位置。
48.可以理解的是，控制单元基于采集单元获取的输入信息来确定车门开启的位置，并在车门开启到相应位置时，停止执行动作，能够实现对车门的精确控制。
49.在本技术实施例中，采集单元110还用于获取防撞雷达采集的障碍物距离信息，控制单元根据障碍物距离信息判断车门与障碍物之间的实际距离是否小于预设阈值，并在实际距离小于预设阈值时，控制驱动单元停止驱动车门对应的执行机构。
50.其中，预设阈值是指车门与障碍物之间距离安全的范围。
51.可以理解的是，采集单元还可以获取障碍物的信息，控制单元可以通过判断障碍物距离信息来规避碰撞风险。
52.在本技术实施例中，控制器10还集成设置有通信单元、存储单元、诊断单元以及电源管理单元。
53.其中，通信单元用于与任意输入设备通信，转发任意设备输入的车门控制指令、车窗控制指令、限位器位置传感器的输入信号和障碍物距离信息至采集单元；存储单元用于
存储限位器位置传感器的输入信号、用户的输入设置、用户的开门的角度和速度；诊断单元用于诊断驱动任意执行机构时的驱动电流、驱动电压和纹波是否处于对应预设范围内，并在驱动电流、驱动电压或纹波未处于对应预设范围内时，判定对应执行机构故障，并输出故障报警提示；电源管理单元用于控制控制器中任意单元的供电电路的通断。
54.其中，通信单元负责与任意输入设备进行通信，将信息转发至采集单元。存储单元能记录电动限位器位置传感器的信息，以及用户通过中控大屏输入的设置，记忆用户习惯的开门角度和速度等配置。
55.根据本技术实施例提出的车门与车窗的集成控制器，通过设计一种将车门与车窗的功能集成在一起的集成控制器，减少车辆内元器件数量，由集成式控制器统一实现各个功能的控制及软件升级迭代，节省了硬件资源和整车成本；控制单元通过采集单元获取的输入信号确定车门的位置，从而能够保证控制单元正确执行指令；可以通过采集单元获取防撞雷达采集的障碍物距离信息，控制单元控制车辆进行规避障碍，保证车辆的安全；可以通过通信单元与车辆内的任意输入设备进行通信，转发指令至采集单元等，能够统一实现通信，节约各个部件之间的线束连接，节省硬件资源；通过存储单元存储一些信息，以方便下次执行相同的指令，采取同样的措施，提高处理效率；通过诊断单元诊断执行机构时的驱动电源、驱动电压和纹波是否正常，并在出现异常时生成故障报警提示，能够保证在进行车门车窗控制时的安全；还可以设置电源管理单元，能够灵活的控制控制器中任意单元的供电电路的通断。
56.基于上述实施例所述的车门与车窗的集成控制器，下面将结合附图对车门与车窗的集成控制系统进行阐述。
57.如图2所示，车门与车窗的集成控制系统20包括：车门与车窗的集成控制器100、任意车门的执行机构200和任意车窗的执行机构300。
58.其中，车门与车窗的集成控制器100，用于根据车门控制指令控制驱动对应车门的执行机构，以控制对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据车窗控制指令驱动对应车窗的执行机构，以控制对应车窗上升或下降至第一预设位置。
59.其中，任意车门的执行机构包括限位器电机、电磁阻尼器、车门中控锁电机和车门吸合锁电机；任意车窗的执行机构包括车门升降器电机。
60.具体而言，车门与车窗控制系统20包括：集成控制器、电动限位器、车门电磁阻尼器、车门中控锁电机、车门吸合锁电机、车窗升降电机、限位器位置传感器、车门实体开关、防撞雷达等。
61.其中，集成控制器是集成式车门、车窗控制方法的核心，主要器件包括mcu(microcontroller unit，微控制单元)、电源管理单元、io(input/output，输入/输出)采集单元、通信单元、驱动控制单元、存储单元等。集成控制器通过io采集单元和通信单元获取实体开关、语音输入、手机app输入和中控大屏输入的控制命令，通过驱动控制单元驱动电动限位器电机、电磁阻尼器、车门中控锁电机、车门吸合锁电机、车门升降器电机等执行器，并通过诊断单元判断驱动时的电流、电压、纹波等信息，实现对执行器的故障诊断。存储单元能记录电动限位器位置传感器的信号，以及用户通过中控大屏输入的设置，记忆用户习惯的开门角度和速度等配置。集成控制器同时支持其他功能模块的驱动控制、故障诊断，并支持在线及远程软件更新，本发明重点说明集成车门、车窗控制部分。
62.基于上述实施例所述的车门与车窗的集成控制系统，下面将阐述车门与车窗的集成控制方法，应用于如上述实施例所述的车门与车窗的集成控制器，如图3所示，包括以下步骤：
63.在步骤s101中，获取任意车门的车门控制指令和任意车窗的车窗控制指令。
64.其中，通过采集单元获取车门和车窗的控制指令。
65.在步骤s102中，根据车门控制指令控制驱动单元驱动对应车门的执行机构，以控制对应车门处于预设开启状态或预设关闭状态，和/或，根据车窗控制指令控制驱动单元驱动对应车窗的执行机构，以控制对应车窗上升或下降至第一预设位置。
66.可以理解的是，根据获取到的车门和车窗的控制指令，控制驱动单元驱动对应的执行机构，控制车门和车窗做出相应的操作。
67.下面将结合图4通过三个实施例来具体阐述车门与车窗集成控制方法。
68.实施例一：电动开启车门以及避障功能
69.2-实体开关输入为按下车外开门按键，1-集成控制器通过1.3-io采集单元和1.2-mcu识别到车外开门按键的有效信号，判断当前车门开启的前置条件是否满足，通过1.7驱动控制单元控制10-电动限位器电机转动，由与电机连接的机械结构实现车门开启。在开门过程中，1.3-io采集单元会持续判断6-限位器位置传感器的输入信号，确定车门是否开启到预定位置，同时1.4-通信单元会持续接收7-防撞雷达的障碍物距离信息，当识别到障碍物距离小于报警阈值时，1.2-mcu判断为当前存在碰撞风险，通过1.7-驱动控制单元驱动11-车门电磁阻尼器对车门进行减速，直至停止。
70.实施例二：电动关闭车门以及防夹功能
71.乘客在车内通过3-语音控制输入发出关闭车门的指令，1-集成控制器通过1.4-通信单元和1.2-mcu识别到车内语音关闭车门的有效指令，判断当前关闭车门的前置条件是否满足，通过1.7驱动控制单元控制10-电动限位器电机转动，由与电机连接的机械结构实现车门关闭。在关门过程中，1.3-io采集单元会持续判断6-限位器位置传感器的输入信号和10-电动限位器电机的电流信号，通过算法识别是否夹到阻碍物或人体，当识别到防夹功能触发时，1-集成控制器通过1.7-驱动控制单元驱动10-电动限位器电机和11-车门电磁阻尼器将车门减速并开始反向运动一段距离，避免进一步挤压到车门内侧的阻碍物或人体。
72.实施例三：关闭车锁自动关窗功能
73.乘客在下车后通过4-手机app输入发出关门锁窗指令，1-集成控制器通过1.4-通信单元和1.2-mcu识别到远程关闭车门的有效指令，判断当前关闭车门的前置条件是否满足，通过1.7驱动控制单元控制10-电动限位器电机转动，由与电机连接的机械结构实现车门关闭，车门半关后通过1.7驱动控制单元控制13-车门吸合锁电机将车门吸合到全关位置，并驱动12-车门中控锁电机闭锁车门。车门闭锁后，1-集成控制器通过1.7驱动控制单元驱动14-车窗升降电机转动，实现车窗关闭功能，在车窗关闭过程中，通过1.3-io采集单元和1.6-诊断单元判断车窗电机的电流和纹波等参数，实现车窗防夹功能。
74.根据本技术实施例提出的车门与车窗的集成控制方法，通过设计一种将车门与车窗的功能集成在一起的集成控制器，减少车辆内元器件数量，由集成式控制器统一实现各个功能的控制及软件升级迭代，节省了硬件资源和整车成本；控制单元通过采集单元获取的输入信号确定车门的位置，从而能够保证控制单元正确执行指令；可以通过采集单元获
取防撞雷达采集的障碍物距离信息，控制单元控制车辆进行规避障碍，保证车辆的安全；可以通过通信单元与车辆内的任意输入设备进行通信，转发指令至采集单元等，能够统一实现通信，节约各个部件之间的线束连接，节省硬件资源；通过存储单元存储一些信息，以方便下次执行相同的指令，采取同样的措施，提高处理效率；通过诊断单元诊断执行机构时的驱动电源、驱动电压和纹波是否正常，并在出现异常时生成故障报警提示，能够保证在进行车门车窗控制时的安全；还可以设置电源管理单元，能够灵活的控制控制器中任意单元的供电电路的通断。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
76.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
77.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
78.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。
79.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
80.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。