CN110057595B - 一种线控制动行程的校准方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线控制动行程的校准方法及终端，自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；实现了对线控制动行程的自动标准，成本低，效率高，不需要像人工校准那样需要大量人力投入，并且对于不同车辆的刹车制动***，校正的标准统一，能够实现不同车辆刹车行程控制的一致性。

Description

一种线控制动行程的校准方法及终端

技术领域

本发明涉及线控制动领域，尤其涉及一种线控制动行程的校准方法及终端。

背景技术

无人车驾驶技术是目前的研究热点，无人车要实现无人驾驶需要解决三个问题，即环境感知、实时定位以及线控执行。其中，线控执行主要包括线控制动、线控转向和线控油门。其中，线控制动是最关键也是难度最高的，在实现线控制动时，一个关键的部件就是对线控制动行程进行校准。而传统的线控制动行程的校准方式都是由专业技术人员手工校准，不方便，并且对操作人员的技术水平有一定要求，操作人工成本较高；同时由于不同操作人员的校准标准有所偏差，即使同一个操作人员对不同车辆进行线控制动行程校准时，也会存在偏差，因此，无法保证不同车辆的刹车行程控制的一致性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种线控制动行程校准的方法及终端，实现自动化校准，保证不同车辆的刹车行程控制的一致性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种线控制动行程的校准方法，包括步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种线控制动行程的校准终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值。

本发明的有益效果在于：在自动驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；通过在刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时观测与刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据的变化，如果所述数据在一段时间内趋于稳定，则表明刹车已经达到机械行程的最大值，此时霍尔传感器采集的数值即为刹车量最大对应的线控制动行程值，由此实现了对线控制动行程的自动标准，成本低，效率高，不需要像人工校准那样需要大量人力投入，并且对于不同车辆的刹车制动***，校正的标准统一，能够实现不同车辆刹车行程控制的一致性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种线控制动行程的校准方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种线控制动行程的校准终端的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种线控制动行程的校准方法的具体步骤流程图；

图4为本发明实施例的实现线控制动进行的校准的硬件组成；

图5为本发明实施例的PWM波形示意图；

标号说明：

1、一种线控制动行程的校准终端； 2、存储器； 3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种线控制动行程的校准方法，包括步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在自动驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；通过在刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时观测与刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据的变化，如果所述数据在一段时间内趋于稳定，则表明刹车已经达到机械行程的最大值，此时霍尔传感器采集的数值即为刹车量最大对应的线控制动行程值，由此实现了对线控制动行程的自动标准，成本低，效率高，不需要像人工校准那样需要大量人力投入，并且对于不同车辆的刹车制动***，校正的标准统一，能够实现不同车辆刹车行程控制的一致性。

进一步的，还包括步骤：

S3、获取霍尔传感器采集的初始数据，将所述初始数据与所述刹车量最大对应的线控制动行程值进行比较，判断所述刹车量最大对应的线控制动行程值是否超过所述初始数据预设百分量，若是，输出线控制动行程校准完成，否则，输出线控制动行程校准失败。

由上述描述可知，在确定出刹车量最大对应的线控制动行程值，通过霍尔传感器采集的初始数据对所述行程值进行校验，只有所述行程值大于霍尔传感器采集的初始数据预设百分比时，才表明所校准的行程值是正确的，输出校准完成，否则，输出校准失败，从而保证了自动校准线控制动行程的可靠性和准确性。

进一步的，所述驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行。

由上述描述可知，采用PWM控制方式能够通过数字输出对模拟电路进行控制，大大节省能量，并且具有很强的抗噪性，具有节约空间、比较经济等优点，大幅度降低成本和功耗。

进一步的，所述采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以大于第一预设速度阈值的速度让电机转子向最大行程方向转动；

当所述电机转子与最大行程之间的距离小于一预设距离时，降低所述PWM的高电平占空比使得所述刹车电机的转速低于第二预设速度阈值。

由上述描述可知，通过对PWM高电平占空比的调整，在驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，先以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以较快的速度让电机转子向目标位置，也就是最大行程位置方向转动，当接近最大行程位置时，则降低PWM的高电平占空比，降低刹车电机转动速度，最终使得电机转子能够稳定的到达最大行程位置，保证了刹车电机运行的平稳性。

进一步的，所述实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据包括：

将所述霍尔传感器采集的数据经过ADC转换后存储到内存，所述ADC设置成连续转换模式，并将ADC对应的DMA通道开启循环模式；

实时从内存中获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据，并获取从当前时刻开始往前预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据；

将当前时刻霍尔传感器采集的数据与所述预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据中去除最大值和最小值；

对剩余的数据取算术平均值，将所述算术平均值作为当前时刻霍尔传感器采集的数据。

由上述描述可知，在进行ADC转换时，将ADC设置成连续转换模式，并将其对应的DMA通道开启循环模式，则ADC会一直在进行数据采集然后通过DMA把数据搬运到内存，避免了定时器需要定时进行ADC转换，并每次读取ADC的数据寄存器导致的时间浪费，主程序只要判断DMA转换完成，即可进行数据的读取，或者使能DMA转换完成中断，比如可以设置每次DMA转换完成就会产生中断，就可以进行数据的读取；另外，通过算术平均滤波法能够针对偶然出现的脉冲干扰消除尤其所引起的采样值偏差，对周期干扰具有良好的抑制作用，平滑度高，特别适于高频震荡的***。

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在自动驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；通过在刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时观测与刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据的变化，如果所述数据在一段时间内趋于稳定，则表明刹车已经达到机械行程的最大值，此时霍尔传感器采集的数值即为刹车量最大对应的线控制动行程值，由此实现了对线控制动行程的自动标准，成本低，效率高，不需要像人工校准那样需要大量人力投入，并且对于不同车辆的刹车制动***，校正的标准统一，能够实现不同车辆刹车行程控制的一致性。

进一步的，还包括步骤：

S3、获取霍尔传感器采集的初始数据，将所述初始数据与所述刹车量最大对应的线控制动行程值进行比较，判断所述刹车量最大对应的线控制动行程值是否超过所述初始数据预设百分量，若是，输出线控制动行程校准完成，否则，输出线控制动行程校准失败。

由上述描述可知，在确定出刹车量最大对应的线控制动行程值，通过霍尔传感器采集的初始数据对所述行程值进行校验，只有所述行程值大于霍尔传感器采集的初始数据预设百分比时，才表明所校准的行程值是正确的，输出校准完成，否则，输出校准失败，从而保证了自动校准线控制动行程的可靠性和准确性。

进一步的，所述驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行。

由上述描述可知，采用PWM控制方式能够通过数字输出对模拟电路进行控制，大大节省能量，并且具有很强的抗噪性，具有节约空间、比较经济等优点，大幅度降低成本和功耗。

进一步的，所述采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以大于第一预设速度阈值的速度让电机转子向最大行程方向转动；

当所述电机转子与最大行程之间的距离小于一预设距离时，降低所述PWM的高电平占空比使得所述刹车电机的转速低于第二预设速度阈值。

由上述描述可知，通过对PWM高电平占空比的调整，在驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，先以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以较快的速度让电机转子向目标位置，也就是最大行程位置方向转动，当接近最大行程位置时，则降低PWM的高电平占空比，降低刹车电机转动速度，最终使得电机转子能够稳定的到达最大行程位置，保证了刹车电机运行的平稳性。

进一步的，所述实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据包括：

将所述霍尔传感器采集的数据经过ADC转换后存储到内存，所述ADC设置成连续转换模式，并将ADC对应的DMA通道开启循环模式；

实时从内存中获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据，并获取从当前时刻开始往前预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据；

将当前时刻霍尔传感器采集的数据与所述预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据中去除最大值和最小值；

对剩余的数据取算术平均值，将所述算术平均值作为当前时刻霍尔传感器采集的数据。

由上述描述可知，在进行ADC转换时，将ADC设置成连续转换模式，并将其对应的DMA通道开启循环模式，则ADC会一直在进行数据采集然后通过DMA把数据搬运到内存，避免了定时器需要定时进行ADC转换，并每次读取ADC的数据寄存器导致的时间浪费，主程序只要判断DMA转换完成，即可进行数据的读取，或者使能DMA转换完成中断，比如可以设置每次DAM转换完成就会产生中断，就可以进行数据的读取；另外，通过算术平均滤波法能够针对偶然出现的脉冲干扰消除尤其所引起的采样值偏差，对周期干扰具有良好的抑制作用，平滑度高，特别适于高频震荡的***。

实施例一

请参照图1和图3，一种线控制动行程的校准方法，包括步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

具体的，所述自动驱动可以通过一主控器通过CAN命令控制一驱动器驱动刹车电机运行，其具体的硬件组成如图4所示；

霍尔传感器采集的数据值即为刹车电机的电子转子所在位置的信息

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值，并停止刹车电机的运行，否则，继续返回执行步骤S1；

其中，判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值可以判断霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内均稳定在一个数值或一个范围内，若稳定在一个范围内，则表示在该预设时间段内各个时间采样点对应的霍尔传感器采集的数据变化率均小于一预设值，或者是与一预设阈值的差值的绝对值小于一预设差值，如果是，则表示刹车电机已经达到机械行程的最大值，如果霍尔传感器的数据持续变化，则表示还未到达最大行程，需要持续驱动刹车电机继续往最大行程方向运行；

S3、获取霍尔传感器采集的初始数据，将所述初始数据与所述刹车量最大对应的线控制动行程值进行比较，判断所述刹车量最大对应的线控制动行程值是否超过所述初始数据预设百分量，若是，输出线控制动行程校准完成，否则，输出线控制动行程校准失败，优选的，设置所述预设百分量为30％，也就是与初始时的刹车电机霍尔值对比，如果电机行程超过了30％，则表示其对应的霍尔值就是刹车量最大的值，并返回CAN命令告知主控器刹车校准完成，否则返回自动校准失败；

主控器与驱动器之间采用CAN命令方式进行通信，CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网”，意思是区域网络控制器，它将各个单一的控制单元以某种形式连接起来，形成一个完整的***；在该***中，各控制单元都以相同的规则进行数据传输交换和共享；

CAN为多主方式工作，网络上任一点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通讯方式灵活。

CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，高优先级的数据最多可在134us内得到传输；

CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出的功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。

实施例二

本实施例与实施例一的不同在于，所述驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行；

脉宽调制(PWM)是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量；

PWM具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点，而模拟控制电路有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等；而在用了PWM技术后，避免了以上的缺陷，实现了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗；

PWM在驱动控制的调整***中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短；通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速；平均电压越大，电机转速就越高，反之就越低；

如图5所示，假定PWM周期为1K时：

当高电平占整个周期的75％低电平占整个周期的25％时，平均输出电压为12V*0.75＝9V；

当高电平占整个周期的50％低电平占整个周期的50％时，平均输出电压为12V*0.50＝6V；

当高电平占整个周期的20％低电平占整个周期的80％时，平均输出电压为12V*0.20＝2.4V；

具体的，以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以大于第一预设速度阈值的速度让电机转子向最大行程方向转动；

当所述电机转子与最大行程之间的距离小于一预设距离时，降低所述PWM的高电平占空比使得所述刹车电机的转速低于第二预设速度阈值；

通过上述方式可以驱动刹车电机到达指定位置时，先以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以较快的速度让电机转子向目标位置转动，当接近目标位置时降低PWM的高电平占空比，降低电机转动速度，最终电机转子能够稳定的到达指定位置。

实施例三

本实施例与实施例一或实施例二不同在于，所述实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据包括：

将所述霍尔传感器采集的数据经过ADC转换后存储到内存，所述ADC设置成连续转换模式，并将ADC对应的DMA通道开启循环模式；

实时从内存中获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据，并获取从当前时刻开始往前预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据；

将当前时刻霍尔传感器采集的数据与所述预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据中去除最大值和最小值；

对剩余的数据取算术平均值，将所述算术平均值作为当前时刻霍尔传感器采集的数据。

实施例四

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例一的各个步骤。

实施例五

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例二的各个步骤。

实施例六

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例三的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种线控制动行程的校准方法及终端，在自动驱动刹车电机往最大行程方向运行的过程中，实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值，采用PWM方式对刹车电机进行驱动，先用高的高电平占空比的PWM控制电机转子高速转动，当电机转子接近最大行程时，则降低PWM的高电平占空比，同时所获取的霍尔传感器的数据通过算术平均滤波法进行滤波；不仅保证校准过程中电机转动的稳定性，使电子转子稳定的达到最大行程位置处，而且能够避免干扰信号对读取的霍尔传感器数据的影响，保证了线控制动行程校准的稳定性、可靠性与准确性；同时由于是对线控制动行程的自动标准，成本低，效率高，不需要像人工校准那样需要大量人力投入，并且对于不同车辆的刹车制动***，校正的标准统一，能够实现不同车辆刹车行程控制的一致性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种线控制动行程的校准方法，其特征在于，包括步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；

还包括步骤：

S3、获取霍尔传感器采集的初始数据，将所述初始数据与所述刹车量最大对应的线控制动行程值进行比较，判断所述刹车量最大对应的线控制动行程值是否超过所述初始数据预设百分量，若是，输出线控制动行程校准完成，否则，输出线控制动行程校准失败。

2.根据权利要求1所述的一种线控制动行程的校准方法，其特征在于，所述驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行。

3.根据权利要求2所述的一种线控制动行程的校准方法，其特征在于，所述采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以大于第一预设速度阈值的速度让电机转子向最大行程方向转动；

当所述电机转子与最大行程之间的距离小于一预设距离时，降低所述PWM的高电平占空比使得所述刹车电机的转速低于第二预设速度阈值。

4.根据权利要求1所述的一种线控制动行程的校准方法，其特征在于，所述实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据包括：

将所述霍尔传感器采集的数据经过ADC转换后存储到内存，所述ADC设置成连续转换模式，并将ADC对应的DMA通道开启循环模式；

实时从内存中获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据，并获取从当前时刻开始往前预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据；

将当前时刻霍尔传感器采集的数据与所述预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据中去除最大值和最小值；

对剩余的数据取算术平均值，将所述算术平均值作为当前时刻霍尔传感器采集的数据。

5.一种线控制动行程的校准终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、自动驱动刹车电机往最大行程方向运行，并实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据；

S2、判断所述霍尔传感器采集的数据是否在一预设时间段内变化率小于预设值，若是，则将当前所述霍尔传感器采集的数据作为刹车量最大对应的线控制动行程值；

还包括步骤：

S3、获取霍尔传感器采集的初始数据，将所述初始数据与所述刹车量最大对应的线控制动行程值进行比较，判断所述刹车量最大对应的线控制动行程值是否超过所述初始数据预设百分量，若是，输出线控制动行程校准完成，否则，输出线控制动行程校准失败。

6.根据权利要求5所述的一种线控制动行程的校准终端，其特征在于，所述驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行。

7.根据权利要求6所述的一种线控制动行程的校准终端，其特征在于，所述采用PWM控制方式控制刹车电机的转动速度进而驱动刹车电机往最大行程方向运行包括：

以高的高电平占空比的PWM驱动刹车电机以大于第一预设速度阈值的速度让电机转子向最大行程方向转动；

当所述电机转子与最大行程之间的距离小于一预设距离时，降低所述PWM的高电平占空比使得所述刹车电机的转速低于第二预设速度阈值。

8.根据权利要求5所述的一种线控制动行程的校准终端，其特征在于，所述实时获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据包括：

将所述霍尔传感器采集的数据经过ADC转换后存储到内存，所述ADC设置成连续转换模式，并将ADC对应的DMA通道开启循环模式；

实时从内存中获取与所述刹车电路连接的霍尔传感器采集的数据，并获取从当前时刻开始往前预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据；

将当前时刻霍尔传感器采集的数据与所述预设时间段内所述霍尔传感器采集的数据中去除最大值和最小值；

对剩余的数据取算术平均值，将所述算术平均值作为当前时刻霍尔传感器采集的数据。

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