阅读说明：本技术 一种车辆前备箱的控制系统和方法 (Control system and method for vehicle front spare box ) 是由 石寅 郑振平 熊健松 林海佳 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种车辆前备箱的控制系统和方法,所述系统包括控制模块、至少一个撑杆装置和电吸锁装置,所述撑杆装置包括可伸缩撑杆和子控制模块,所述可伸缩撑杆第一端用于与车体连接,所述可伸缩撑杆第二端用于与机盖连接,所述控制器分别与子控制模块和电吸锁装置连接。本发明通过在前备箱上增设可伸缩撑杆,使得在前备机盖打开时,进行撑杆操作将前备箱打开到合适的高度,从而无需用户手动撑开前备箱机盖；在前备箱合上机盖时,进行收杆操作带动机盖关闭,并通过增设电吸锁装置,使机盖关闭到指定位置后,电吸锁装置自动将前备箱机盖锁紧,从而避免手动按压机盖用力过大,造成机盖变形。本发明可广泛应用于车辆控制技术领域。(The invention discloses a control system and a method for a vehicle front spare box, wherein the system comprises a control module, at least one stay bar device and an electric suction lock device, the stay bar device comprises a telescopic stay bar and a sub-control module, the first end of the telescopic stay bar is used for being connected with a vehicle body, the second end of the telescopic stay bar is used for being connected with a machine cover, and a controller is respectively connected with the sub-control module and the electric suction lock device. According to the invention, the telescopic stay bar is additionally arranged on the front spare box, so that when the front spare cover is opened, the stay bar is operated to open the front spare box to a proper height, and thus a user does not need to manually open the front spare box cover; when being equipped with the case lid in the front, receive the pole operation and drive the cover and close to through addding the electricity and inhale the locking device, make the cover close the assigned position after, the electricity is inhaled the locking device and is automatic will be equipped with case lid locking in the front, thereby avoid manual press cover to exert oneself too big, cause the cover to warp. The invention can be widely applied to the technical field of vehicle control.)

一种车辆前备箱的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是一种车辆前备箱的控制系统和方法。

背景技术

电动前备箱也称前备箱，是指前备箱采用电动或者遥控方式控制打开或者关闭。在实际使用过程中，通过电动或者遥控方式打开前备箱的机盖时，只是打开一条缝隙，当用户需要查看前备箱里面的结构时，则需要用户用手用力将前备箱的盖子抬起来，以避免前备箱的机盖挡住用户操作；在关上前备箱的时，为了使前备箱能够完全关上，则需要用户用双手用力按压机盖。上述操作方式存在两个弊端：第一方面是打开或者关闭时，均需要人为辅助机盖才能完成操作；第二方面是当用户操作不当时，可能导致前备箱机盖变形。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种车辆前备箱的控制系统和方法，其能在使用过程无需手动撑起或者按压机盖。

本发明实施例的第一方面提供了：

一种车辆前备箱的控制系统，包括控制模块、至少一个撑杆装置和电吸锁装置，所述撑杆装置包括可伸缩撑杆和子控制模块，所述可伸缩撑杆第一端用于与车体连接，所述可伸缩撑杆第二端用于与机盖连接，所述控制器分别与子控制模块和电吸锁装置连接。

进一步地，所述可伸缩撑杆包括内管、外管、丝杆和丝杆螺母，所述内管套接在所述外管第一端的内侧，所述丝杆螺母固定安装在外管内侧，所述丝杆贯穿所述丝杆螺母与所述内管固定连接。

进一步地，所述子控制模块包括电机、霍尔传感器和控制电路，所述电机通过所述控制电路控制丝杆运动，所述霍尔传感器与控制模块连接。

进一步地，所述电吸锁装置包括电吸锁、拉绳和执行器，所述电吸锁与控制模块连接并通过拉绳与执行器连接，所述执行器与控制模块连接。

本发明实施例的第二方面提供了：

一种车辆前备箱的控制方法，其包括以下步骤：

接收第一终端发送的操作指令；

对操作指令进行分析，生成第一控制指令；

将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行开盖操作或者关盖操作。

进一步地，所述将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行开盖操作，其具体包括：

对第一控制指令进行判断；

在判定第一控制指令为开盖操作指令后，将开盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行开锁操作；

在确定电吸锁装置完成开盖操作后，将开盖操作指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行撑杆操作。

进一步地，所述将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行关盖操作，其具体包括：

对第一控制指令进行判断；

在判定第一控制指令为关盖操作指令后，将关盖操作指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行收杆操作；

在确定撑杆装置完成收杆操作后，将关盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行关锁操作。

进一步地，在所述撑杆装置执行开盖操作或者关盖操作时，还包括以下步骤：

监测撑杆装置的实时运行速率；

获取撑杆装置运行速率阈值和变化率阈值；

根据预设运行速率计算撑杆装置的实时运行速率的瞬时变化率；

在确定瞬时变化率大于变化率阈值后，生成第二控制指令；

将第二控制指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行减速操作。

进一步地，在所述在确定电吸锁装置完成开盖操作后，将开盖操作指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行撑杆操作这一步骤后，还包括以下步骤：

监测撑杆装置的实时撑杆位置；

获取撑杆装置的预设撑杆位置；

在确定撑杆装置的实时撑杆位置到达预设撑杆位置后，生成第三控制指令；

将第三控制指令发送到撑杆装置，使撑杆装置停止撑杆操作。

进一步地，在所述将关盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行关锁操作这一步骤后，还包括以下步骤：

在确定电吸锁装置完成关锁操作后，生成第四控制指令；

将第四控制指令发送到电吸锁装置的执行器内，使执行器释放拉绳。

本发明的有益效果是：本发明通过在前备箱上增设可伸缩撑杆，使控制模块在控制前备机盖打开时，自动进行撑杆操作，以将前备箱打开到合适的高度，从而无需用户手动撑开前备箱机盖；在控制前备箱合上机盖时，自动进行收杆操作，以带动机盖关上，同时，通过增设电吸锁装置，使机盖达到指定位置后，电吸锁装置自动将前备箱机盖锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免用力过大，造成前备箱机盖变形。

附图说明

图1为本发明一种具体实施例的车辆前备箱的控制系统的模块框图；

图2为本发明一种具体实施例的前备箱机盖打开后的结构示意图；

图3为本发明一种具体实施例的撑杆装置的结构示意图；

图4为本发明一种具体实施例的车辆前备箱的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

参照图1，本发明实施例提供了一种车辆前备箱的控制系统，包括控制模块、至少一个撑杆装置和电吸锁装置，所述撑杆装置包括可伸缩撑杆和子控制模块，所述可伸缩撑杆第一端用于与车体连接，所述可伸缩撑杆第二端用于与机盖连接，所述控制器分别与子控制模块和电吸锁装置连接。为了保证机盖打开后的平稳性，本实施例中的撑杆装置的个数可以设置为 1个、2个、3个或者4个，其安装于前备箱上。

如图2所示，所述撑杆装置100的个数为2个，分别安装在前备箱的边沿上，撑杆装置 100的可伸缩撑杆处于撑开状态，从而使机盖打开到合适的高度。所述电吸锁装置安装在前备箱前端，便于机盖关闭到指定位置后，进一步锁紧机盖。

控制模块，用于接收第一终端上传的操作指令，对操作指令进行分析，根据分析结果控制撑杆装置和电吸锁装置的工作状态。

撑杆装置，用于在前备箱打开机盖时，进行撑杆操作，将机盖撑开到合适位置，在前备箱合上机盖时，进行收杆操作，带动机盖合到指定位置。

电吸锁装置，用于在机盖关闭到指定位置后，进一步锁紧机盖。

本实施通过在前备箱上增设可伸缩撑杆，使控制模块在控制前备机盖打开时，自动进行撑杆操作，以将前备箱打开到合适的高度，从而无需用户手动撑开前备箱机盖；在控制前备箱合上机盖时，自动进行收杆操作，以带动机盖关上，同时，通过增设电吸锁装置，使机盖达到指定位置后，电吸锁装置自动将前备箱机盖锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免用力过大，造成前备箱机盖变形。

作为优选的实施方式，如图3所示，所述可伸缩撑杆包括内管120、外管110、丝杆130 和丝杆螺母140，所述内管120套接在所述外管110第一端的内侧，所述丝杆螺母140固定安装在外管110内侧，所述丝杆130贯穿所述丝杆螺母140与所述内管120固定连接。所述可伸缩撑杆两端均设有球窝，可伸缩撑杆第一端的球窝用于与车体上的球头固定连接，所述可伸缩撑杆第二端的球窝用于与机盖上的球头固定连接。在一些实施例中，所述用于与机盖上的球头连接的球窝为下球窝161，所述用于与车体上的球头固定连接的球窝成为上球窝162。所述可伸缩撑杆还包括弹簧150，所述弹簧150设置在所述丝杆螺母140与外管110内侧壁之间。

本实施例通过上球窝与车体的球头固定连接，通过下球窝与机盖上的球头连接，当需要打开机盖时，控制模块控制丝杆在丝杆螺母内往下球窝方向运动，带动内管往外伸展，从而使机盖打开到指定位置，方便用户使用前备箱，从而无需用户手动撑开机盖；当用户使用完前备箱后，控制模块控制丝杆往上球窝方向收缩，拉动内管收缩，从而使机盖合拢到指定位置。在丝杆运动过程中，弹簧能够辅助丝杆运动，从而减小丝杆运动遇到的阻力。丝杆螺母能够起到固定丝杆运动方向的作用。

作为优选的实施方式，如图1和图3所示，所述子控制模块包括电机、霍尔传感170和控制电路，所述电机与控制电路构成电机总成180，所述电机通过所述控制电路控制丝杆130 运动，所述霍尔传感器170与控制模块连接。

所述霍尔传感器用于感应电机的转动圈数。所述控制电路根据霍尔传感器感应到电机的转动圈数来判断机盖是否到达指定位置。所述电机用于驱动丝杆运动。

在一些实施例中，控制电路接收到控制模块发送的打开机盖信号后，控制电机进行工作，电机工作驱动丝杆往外延伸，使得内管也往外延伸，将机盖打开到指定位置，方便用户使用前备箱；在用户使用完前备箱后，控制电路接收到控制模块发送的关闭机盖信号，电机工作驱动丝杆往内收缩，带动内管也往内收缩，从而将机盖合拢到指定位置。

作为优选的实施方式，如图1和图2所示，所述电吸锁装置包括电吸锁191、拉绳192和执行器193，所述电吸锁191与控制模块连接并通过拉绳192与执行器193连接，所述执行器193与控制模块连接。所述执行器193用于根据控制模块发送的指令进行关锁和开锁操作，并在完成关锁操作后，释放拉绳192，为下次开锁准备。

本实施例是在接收到控制模块发送的开锁指令后，执行器才会执行开锁动作，并在关盖操作过程中，可伸缩撑杆停止工作后，接收到控制模块发送的关锁指令才会执行关锁操作，确保机箱盖打开和关上都能正常执行。

此外，参照图4，本发明实施例还提供了一种车辆前备箱的控制方法，其应用于上述系统的控制模块。本实施例包括步骤S210-S230：

S210、接收第一终端发送的操作指令；所述第一终端可以是遥控器、车厢内前备箱开启控制按钮或者用户手机。所述操作指令包括开盖指令和关盖指令。

S220、对操作指令进行分析，生成第一控制指令；所述分析具体是分析操作指令是开盖指令还是关盖指令。所述第一控制指令与开盖指令和关盖指令相对应。

S230、将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行开盖操作或者关盖操作。具体是发送到电吸锁装置的执行器和撑杆装置的控制电路上。

本实施例通过根据第一终端发送的操作指令生成对应的控制指令，接着根据控制指令控制电吸锁装置和撑杆装置进行工作，通过撑杆装置将机盖打开到合适位置，方便用户使用前备箱，并通过电吸锁装置将机盖进一步锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免发生机盖变形的情况。

作为优选的实施方式，所述将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行开盖操作，其具体包括：

对第一控制指令进行判断；

在判定第一控制指令为开盖操作指令后，将开盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行开锁操作；所述电吸锁装置在接收开盖操作指令，立即进行开锁操作，但是，不会将机盖撑开太大。因此，在确定电吸锁装置完成开盖操作后，将开盖操作指令再发送到撑杆装置，使撑杆装置执行撑杆操作。撑杆装置上的控制电路接收到开盖操作指令，控制电机工作，电机驱动丝杆往外延伸，丝杆驱动内管外伸，从而将机盖打开到指定位置，便于用于使用前备箱。

作为优选的实施方式，所述将第一控制指令发送到电吸锁装置和撑杆装置，使电吸锁装置和撑杆装置执行关盖操作，其具体包括：

对第一控制指令进行判断；

在判定第一控制指令为关盖操作指令后，将关盖操作指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行收杆操作；撑杆装置上的控制电路接收到关盖操作指令后，控制电机工作，电机驱动丝杆往内收缩，丝杆带动内管内收，从而将机关闭到指定位置。但是，此时机盖还未完全关闭，因此，在确定撑杆装置完成收杆操作后，将关盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行关锁操作。具体是使电吸锁装置上的执行器执行关锁操作，进一步将机盖锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免机盖变形。

作为优选的实施方式，在所述撑杆装置执行开盖操作或者关盖操作时，还包括以下步骤：

监测撑杆装置的实时运行速率；

获取撑杆装置运行速率阈值和变化率阈值；所述运行速率阈值和变化率阈值均是设计人员在根据大量实验数据计算得到的，在安全范围内的数据。

根据预设运行速率计算撑杆装置的实时运行速率的瞬时变化率；所述瞬时变化率可通过实时运行速率和预设运行速率计算得到。

在确定瞬时变化率大于变化率阈值后，生成第二控制指令；当瞬时变化率大于变化率阈值时，说明前备箱内部或者机盖上存在障碍物，此种情况，则不适合继续进行撑杆操作或者收杆操作，因此，将第二控制指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行减速操作。

在一些实施例中，撑杆装置上的撑杆运行速度和电机转动的速度是不变的，因此，将采集到的正常工作的数据存储在控制器内作对比门限阈值，当霍尔传感器一旦感应到电动撑杆的速度持续在实际的运行过程中出现快速变化时，控制模块便会自动计算触发门限时间，并将霍尔传感器实际感应到的数值与触发门限时间相比较，当电动撑杆的触发时间大于设定触发时间T时，则判断为防夹状态；当有障碍物阻挡电动前备箱运行时，控制模块控制电机减速运行，电机减速运行带动撑杆减速运行，使撑杆的实际速度比正常运行的速度要低。其利用霍尔传感器来感应电机的转速和撑杆的行程变化，使其实现能跟随前备箱速度的变化来判断并控制撑杆的行程速度，从而实现快速、稳定地判断出防夹的情况，提高安全指数。

上述实施例中，所述对比门限阈值是由控制器内的程序设定，设定依据为撑杆正常伸缩时，霍尔传感器感应到的数据传输给控制模块，控制模块根据霍尔传感器在固定时间内感应到的脉冲个数计算出的正常运行的速度。所述触发门限时间是在撑杆运行过程中，控制器一直在计算当前撑杆的运行速度，并与程序内设定速度实时对比，当出现速度不一致时(运行过程中有障碍物)，开始计算时间，如果时间大于设定触发时间T，则判定为有障碍物，控制器控制撑杆停止运动，启动防夹。

在本实施例中，利用霍尔传感器来感应电机的转速和电动撑杆的行程变化，使其实现能跟随前备箱速度的变化来判断并控制电动撑杆的行程速度，其中，霍尔传感器电路板内有A 和B两个霍尔感应元件，霍尔元件下面有一个磁环，磁环固定在电机的转子末端铁芯上，当控制器控制电动撑杆内的电机顺时针转动时，带动磁环转动，则A霍尔先感应到磁环输出脉冲,B后感应到磁环输出脉冲，由此可判断电机的转动方向即电动撑杆的转动方向，通过输出脉冲个数与时间，即可计算电机转动圈数，再计算出撑杆的运动长度，通过改变控制器输出给电机端的占空比即可控制电机运转的速度，从而控制电动撑杆的运动速度。

作为优选的实施方式，在所述在确定电吸锁装置完成开盖操作后，将开盖操作指令发送到撑杆装置，使撑杆装置执行撑杆操作这一步骤后，还包括以下步骤：

监测撑杆装置的实时撑杆位置；

获取撑杆装置的预设撑杆位置；所述预设撑杆位置可根据用户需求进行设置。

在确定撑杆装置的实时撑杆位置到达预设撑杆位置后，生成第三控制指令；当撑杆装置的实时撑杆位置到达预设撑杆位置后，说明机盖打开到了指定位置。，因此，将第三控制指令发送到撑杆装置，使撑杆装置停止撑杆操作，避免机盖打开过款，损坏机盖。

作为优选的实施方式，在所述将关盖操作指令发送到电吸锁装置，使电吸锁装置执行关锁操作这一步骤后，还包括以下步骤：

在确定电吸锁装置完成关锁操作后，生成第四控制指令；

将第四控制指令发送到电吸锁装置的执行器内，使执行器释放拉绳。本实施例通过在确定电吸锁装置完成关锁操作后，释放拉绳，从而确保下次机盖能够正常打开。

综上所述，本发明系统通过在前备箱上增设可伸缩撑杆，使控制模块在控制前备机盖打开时，自动进行撑杆操作，以将前备箱打开到合适的高度，从而无需用户手动撑开前备箱机盖；在控制前备箱合上机盖时，自动进行收杆操作，以带动机盖关上，同时，通过增设电吸锁装置，使机盖达到指定位置后，电吸锁装置自动将前备箱机盖锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免用力过大，造成前备箱机盖变形；本发明方法通过根据第一终端发送的操作指令生成对应的控制指令，接着根据控制指令控制电吸锁装置和撑杆装置进行工作，通过撑杆装置将机盖打开到合适位置，方便用户使用前备箱，并通过电吸锁装置将机盖进一步锁紧，从而无需用户手动按压机盖，避免发生机盖变形的情况。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。