[发明专利]车窗纹波防夹控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属电子控制技术领域，具体涉及一种汽车电动升降车窗的防夹控制器。

背景技术

由于电动车窗存在的安全隐患，特别是多起事故被报道以后，电动车窗防夹保护被提出。基于安全考虑，很多国家的轿车技术标准都对防夹保护做了某些相关规定，在装有电动车窗一键式自动升窗功能的车辆上需装有防夹保护装置。所谓电动车窗防夹保护，就是一旦在车窗自动上升过程中侦测到有障碍物的存在，车窗就自动停止向上运动，防止损毁障碍物；并向下运动，以释放障碍物。虽然目前国内外已有一些防夹方法被提出，但是这些方法都是基于霍尔传感器的防夹方法，而霍尔传感器无疑增加了成本。并且，霍尔传感器需要安装在电机轴上，安装复杂。本发明正是基于这样的背景下提出的。本发明利用电流纹波来检测物体是否被车窗夹住，是种不需要霍尔传感器的防夹控制器，降低了成本，并且降低了系统复杂度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种结构简单、成本较低的基于电流纹波检测的无霍尔汽车电动升降车窗防夹控制器。

一种车窗纹波防夹控制器，安装于汽车电动升降车窗电路中，其包括：一个处理器，其具有模/数转换模块、计数模块、存储装置及数据处理模块；一个进行升降电机电流值采样的运放电路，其一端连接电机与接地端之间，该运放电路将采样信号放大处理，另一端信号输出端连接处理器的模/数转换模块；一个电机的电流纹波数量检测电路，前端为低通滤波延时电路接入到电机接电端的采样电阻与电机之间，后端通过一个比较器接入到处理器的计数模块，比较器将经过延时电路后的输出信号与输入电流信号相比，将不规则的纹波信号转换成周期稳定的规则方波信号；利用纹波数量检测电路检测车窗的位置，如果车窗位置在预定防夹范围内，便通过运放电路对电机电流进行采样，得到电流的实时值，由数据处理单元根据存储装置存储的相应位置的标准值进行比较，若差值大于允许的容差值，则认为是遇到障碍物，进入防夹状态，反之，如果车窗位置不在规定的防夹范围内，则不进行防夹状态。

硬件方面，本发明利用电流纹波检测车窗位置，通过检测电流纹波的数量来计算车窗位置。但是本发明采用的不是目前普遍流行的硬件方法。目前普遍流行的硬件方法是通过带通滤波器来完成的，容易造成纹波频率不稳定，从而使纹波很难从电流中分离出来。本发明的主要思想是通过RC延时电路对原始纹波信号进行了时延，再将时延后的纹波信号和原始信号输入比较器，从而得到规则的方波信号。该方法思路新颖，结构简单可靠，测量精度高，容错性强。

一种车窗纹波防夹控制方法，应用于汽车电动升降车窗电路中，步骤为：

（一）在车窗初始化阶段，应保证车窗上升过程中不会碰到障碍物，此时将车窗在上升过程中各个位置的电流值记录下来作为标准值；

（二）在车窗实时运行时，利用纹波检测车窗的位置，检测车窗位置是否在规定的防夹范围内；

（三）若车窗在规定的防夹范围内，则通过对电机电流进行采样，从电流采样值可得到两个参数，其一，通过电流纹波计算车窗的位置，其二，判断出电流纹波的波峰值，得到电流的实时值，与相应位置的标准值进行比较；

（四）若两者连续三个位置的差值大于允许的容差值，则认为是遇到障碍物，进入防夹状态；反之，如果车窗位置不在规定的防夹范围内，则不进行防夹状态。

计算方法方面，本发明提出的汽车电动升降车窗防夹控制算法，是一种接触式的防夹算法。本发明基于车窗电机运行参数进行防夹判断。本发明通过对电机电流进行采样，从电流采样值可得到两个参数。其一，通过电流纹波计算电机的位置。其二，判断出电流纹波的波峰值，并利用该值来作为防夹判断的标准。由于车窗在上升过程中，遇到障碍物时，电机电流较之正常上升过程其值会增大。本发明就是基于这样的原理，在车窗初始化阶段，此时，应保证车窗上升过程中，不会碰到障碍物。在车窗初始化阶段，将车窗在上升过程中各个位置的电流值记录下来作为标准值。在车窗实时运行时，本发明利用纹波检测车窗的位置，如果车窗位置在规定的防夹范围内，便对电机电流进行采样，得到电流的实时值，与相应位置的标准值进行比较，如果两者连续三个位置的差值大于允许的容差值，则认为是遇到障碍物，进入防夹状态。反之，如果车窗位置不在规定的防夹范围内，则不进行防夹状态的检测。

另外，本发明还使车窗具有自我学习的功能。通过按下自学习按钮，车窗不仅可在出厂初始化时记录车窗电机运行的电流标准值，还能根据客户需要随时修改标准值。经过一段时间的使用后，橡胶老化等许多原因都会造成车窗上升过程中电机电流的变化。本发明的自我学习功能能够在车窗的使用过程中随时校准标准值。使防夹判断更加准确。