作者/王道成 秦浩 上海蓥石轿车技能有限公司
跟着轿车工业的开展，轿车电子部件越来越多地被运用于现代轿车中，为轿车供给了更好的安全性、舒适性和经济性。曾经轿车遍及选用手摇曲柄的办法使车窗玻璃上升或下降，如今轿车许多都安装了电动车窗。而具有防夹功用的电动窗运用于轿车始于20世纪90年代，当玻璃上升途中遇到人力妨碍时会主动识别而反向运转，避免乘员夹伤，完结防夹功用。由于该功用的重要性，在欧美新车型上都已成为规范装备，目前国内新推出的高端车型已成为规范装备。由于低成本计划的推出，经济型轿车也开端逐步装备运用这一功用。而车窗方位判别精确是车窗的防夹功用的正常完结的条件。
1精确判别电动窗方位的重要性
法规规则，具有主动上升功用的车窗有必要装备主动防夹功用。即当车窗在主动上升进程中假如，车窗玻璃遇到妨碍物。有必要做出判别后回转，并且防夹力要小于100 N。而法规规则的防夹区域是4 mm~200 mm(如图1)。这就要求体系对车窗的方位进行精确的核算和判别。
图1 法规防夹区域
假如车窗方位核算不精确会有以下结果：
1) 比方车窗在上升进程中在防夹区域内，假如车窗方位核算不精确，体系判别为防夹区域外。车窗或许遇到妨碍物，可是不做防夹回转。而是持续上升玻璃。妨碍物假如是人，导致把人夹伤。
图2 防夹车窗
2) 车窗主动上升进程中，假如车窗方位核算不精确，车窗就会到顶部方位以为在防夹区域内，遇堵后回转。导致车窗不能关满。
3) 车窗在上升进程中，由于存在车窗分量和窗框阻力等要素，在每个方位上的阻力巨细是不相同的。因而判别车窗方位也是适当重要的。
由以上三点剖析可知，车窗方位判别的精确在防夹功用中，既有十分重要的含义。
2电动窗方位判别的原理
从机械的视点讲，电动车窗砸升降时，电机旋转会带动钢丝绳的运动，然后带动车窗的上下开闭。电机每旋转必定的视点，钢丝绳就相应地运动必定行程，因而车窗运动的行程与电机的旋转的圈数成线性关系。经过核算电机旋转的圈数，可以直接算出车窗的方位。
2.1霍尔原理
电机的旋转会使得霍尔传感器发生脉冲信号。玻璃方位的检测是经过对操控模块中的霍尔传感器宣布的方波进行计数来完结。软件规划中经过单片机芯片的输入捕捉功用记载车窗运转进程中的脉冲个数，经过学习，将车窗的上密封条记为方位0，而下密封条为最大方位。在车窗上升进程中将方位计数器减1，上升到顶时方位计数器清0，下降时方位计数器加l。因而，可依照要求承认防夹区边界对应的方位计数器的值。经过对方位计数器的值的检测可以直接判别玻璃的方位。
图3 霍尔原理
脉冲计数办法的要害问题在于方位记载要精确，但在试验中却存在电机堵截电源后依旧会宣布几个脉冲的问题，这几个脉冲由惯性形成，并且不同的玻璃升降器发生的脉冲个数不同。这些脉冲对车窗方位影响随状况的不同而不。在车窗上下两头堵转时，这些脉冲不太或许形成车窗方位的改动，而在中心方位中止时则有或许形成车窗方位移动，特别是下降途中人为中止时对车窗方位的影响更大。为了减小这种影响，与电机通电运动时方位计数相同，在算法中捕捉这些脉冲。假如当前为下降状况，则对电机断电后发生的脉冲进行方位加法操作，假如当前为上升状况，则对电机断电后发生的脉冲进行方位减法操作。
2.2纹波原理
电机有磁极、转子线圈、换向器组成。依据右手规律转子线圈通电后再磁极磁场的效果下发生运动。运动到磁场边际是磁场变弱，电动势减小，电流增大。换向器改动转子线圈的电流方向，从头进入磁场电动势增大，电流减小。转子线圈不断滚动、电动势和电流不断改动，然后纹波不断发生。所以纹波是电机的固有特性，经过核算纹波的个数就能核算出转子换向的次数，就能核算出窗户的相对方位，结合时刻就能得出电机的转速。
图4 纹波原理
由于电机在发动，中止，回转，堵转时的纹波特征不明显。如图5和图6，不能精准的计数纹波个数。只能经过算法进行补偿。这样纹波计数必定和实践的必定存在差错。而这差错跟着车窗操作次数的添加，差错也会跟着累积。
图5 特别场景一
图6 特别场景二
出于舒适性对组织噪声要求和电机组织的寿数维护。往往要求车窗到顶和究竟中止做软中止，即不是做堵转中止，而是经过精确判别车窗的方位，在挨近顶或底的时分，中止对电机的输出，经过惯性将车窗关满。经过战略经过几回的操作车窗后才封闭软中止，做堵转学习车窗方位，消除差错堆集。这对车窗方位判别精准度提出了更大的应战。
3判别根据电流纹波的电动车窗方位的精确性的3种办法
3.1霍尔比较法
软件开发前期，运用霍尔电机来开发纹波计数算法。开发2套算法。一套霍尔计数。一套纹波计数。经过霍尔计数值做车窗方位参阅。来纠正纹波计数。给纹波补偿和标定供给基准参阅。经过高低温高低压组合屡次试验，假如经过霍尔计数得出的车窗方位和纹波计数得出的车窗方位做差值。假如在整个试验进程一直是小于4 mm。那么可以以为纹波核算算法是精确的。此办法适用于算法开发阶段，十分便利于开发者，便利做算法优化和标定值选取。可是由于霍尔传感器精度不高，(一般一个霍尔电机上会装有2个霍尔传感器，一个用于核算霍尔方波个数，一个用于相位判别电机的转向)所以霍尔办法自身也会存在必定的差错。只能做参阅。真实纹波防夹升降器在产品阶段是没有霍尔传感器的。
3.2屡次不到顶和究竟操作后4 mm防夹法
有软中止功用的纹波计数的差错铲除战略往往是车窗操作经过一个标定值的次数n后进行堵转学习(前n次的中止做软中止，差错会累积)。因而咱们可以经过n操作升降窗不到顶和底，不让车窗做堵转学习消除累积差错。在第n+1次后拿4 mm测验棒放在窗顶(如图7.)，让其做4mm防夹回转。假如能堵转回转，那么接下来要撤掉4 mm测验棒，履行主动升窗，假如也能完结主动升降并关满车窗。则可以阐明纹波计数算法是比较精确的。
为什么第n+1次后防夹回转后还要做承认是否能主动升窗把窗关满这一项。由于第n+1次能防夹回转有或许是差错是向下差错，比方在4 mm处软件算法或许以为是10 mm处或其他。那么差错较大的状况下也可防夹回转。这种状况履行主动上升的时分，在车窗0方位就有或许误以为是防夹区域，然后导致关窗时分遇到顶又做防夹回转，导致关窗不满。假如差错是向上偏的，比方在10 mm方位，纹波计数算法以为是在小于4 mm的非防夹区域，就不做防夹回转。那么车窗就会在4 mm棒处中止升窗。
此办法简略直接，不需求凭借太多的测验东西，可操作性强，适用于整个进程。十分适用于测验人员测验检验。
图7 4 mm防夹测验
3.3纹波计数清零判别法
纹波计数算法里，软件里必定有用来代表纹波个数或车窗方位的变量，不管哪种战略，纹波的累积差错的终究是有必要消除的。那么在消除清0的前一个值便是差错的累积值。经过监控这个值。假如这个值一直对应的车窗方位是小于4 mm，那么必定这个纹波计数算法是比较精确的。此办法判别的精确性最高，适用用与整个进程。可是需求凭借较多的其他输出显现东西。比较适用于开发人员。不便利测验人员。
4定论
本文首要论述了电动车窗方位判别精确性的重要性，然后别离介绍了根据霍尔的和根据电流检测的电动窗的方位的判别原理。就根据纹波的电动车窗方位的精确性的判别3个办法进行了罗列具体的论述。归纳全文可知，电动窗的方位的判别的精确性对车窗的防夹功用的正常完结影响很大。因而，期望本文档内容可以给国内整车厂和供货商在防夹电动窗开发和评价工人员一些参阅。
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