汽車電動車窗控制原理、電路設(shè)計及防夾傷方案

所謂電動車窗，就是用伺服電機(jī)驅(qū)動玻璃的升降，它取代了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動搖柄升降玻璃。使得玻璃的升降輕便化、舒適化、自動化。裝有這種電動車窗的車，在各個車門都裝有玻璃升降開關(guān)的按鈕，在駕駛員側(cè)的車門上有一個總開關(guān)，可以遙控各個車門玻璃的升降，還可關(guān)閉全車的玻璃升降機(jī)構(gòu)。但是電動車窗仍存在著較大的安全隱患。到目前為止已經(jīng)有多起乘客被上升的車窗夾傷的事故被報道，其中大部分受傷者是兒童，因此電動車窗防夾保護(hù)被提出。
　　本文為大家介紹的是汽車電動車窗的控制原理、電路以及防夾傷方案設(shè)計等。
　　車門控制模塊的電動車窗的設(shè)計
　　本文結(jié)合汽車車門控制模塊設(shè)計的項目實踐，重點介紹了電動車窗部分的硬件和軟件設(shè)計。對智能功率芯片BTS7960在正常運行時的啟動特性及故障檢測特性進(jìn)行了研究與分析，并給出了試驗結(jié)果。
　　基于VNH2SP30的汽車窗戶防夾傷方案
　　本文介紹了一種基于馬達(dá)速度監(jiān)視的替代方案，通過傳感器（霍爾效應(yīng)傳感器、編碼器等）完成有關(guān)功能。其防夾環(huán)境檢測是通過檢查馬達(dá)速度的變化實現(xiàn)的。馬達(dá)由繼電器控制，繼電器以整個電池為動力啟動馬達(dá)。當(dāng)以最大力矩啟動馬達(dá)時，施加于障礙物上的力在啟動時可以達(dá)到最大值。本文使用VNH2SP30監(jiān)視由于馬達(dá)負(fù)載變化所導(dǎo)致的功率變化。
　　紅外車窗控制系統(tǒng)SMART WINDOW
　　smart window的特點是關(guān)閉車窗時的障礙物檢測裝置使用了紅外線。車窗玻璃在關(guān)閉過程中碰到手指前會自動停止。目前一般使用的壓力感知型車窗只有在夾住手指后才停止工作，因此通過采用smart window提高了安全性。
　　汽車電動車窗控制電路設(shè)計
　　本文設(shè)計的新車型電動車窗控制電路看起來和基礎(chǔ)車型控制電路相似，但控制原理和方式完全不一樣。新車型控制電路取消電動車窗繼電器，主要是車窗集控提升功能的需要。按基礎(chǔ)車型控制電路，在點火開關(guān)斷開后，整個控制電路將不再有電源，新車型還用這種方式的話，電動車窗電子控制單元沒有電源將不工作，也就不能實現(xiàn)在中控門鎖電子控制單元發(fā)出集控提升信號后自動關(guān)閉所有車窗。
　　PIC單片機(jī)在汽車電動車窗控制器中的應(yīng)用
　　本文以Microchip公司內(nèi)部集成的CAN模塊PIC18F258單片機(jī)為核心，介紹CAN總線電動車窗控制系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計流程。由于PIC18F258單片機(jī)對CAN收發(fā)器PCA82C250進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時只需要TXD、RXD兩條數(shù)據(jù)線，這樣就大大簡化了硬件電路的設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　采用AVR Flash微控制器的電動車窗防夾系統(tǒng)
　　本文所描述的系統(tǒng)使用普通的帶有霍爾效應(yīng)傳感器的刷式馬達(dá)?；谒俣群团ぞ貙?dǎo)數(shù)的檢測算法已通過健壯性和容錯性的驗證。該算法可用于所有帶有A/D 轉(zhuǎn)換器和通過變化引發(fā)中斷的I/O 口的AtmelAVR Flash 微控制器。
　　車窗 天窗驅(qū)動原理解析
　　我們?nèi)粘Ｉ钪?，在外力操縱的車窗里常用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)有兩種形式，即鉸節(jié)式連桿傳動機(jī)構(gòu)和拉索式傳動機(jī)構(gòu)。而在一輛車上到底選用哪種傳動機(jī)構(gòu)，除了另外的一些準(zhǔn)則以外，很大程度上其實是取決于車門內(nèi)可供使用的安裝空間。
　　車窗防夾算法的探究和實現(xiàn)
　　本文介紹算法的思想是，將基準(zhǔn)周期存放在RAM里。然后在車窗自動上升過程中檢測電機(jī)運行的實時周期值，將實時值與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若兩者之間的差值連續(xù)三個脈沖到來時超過容差，即認(rèn)為有障礙物存在。車窗進(jìn)入自動下降程序，車窗降到底部。若沒有連續(xù)三個脈沖到來時超過或在容差之內(nèi)，則認(rèn)為無障礙物存在，則自動上升直到車窗頂部。
　　車窗控制系統(tǒng)的LIN2.1協(xié)議應(yīng)用
　　基丁TLE9832的防夾車窗控制系統(tǒng)可通過控制PWM信號控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而霍爾傳感器TLE4966又會采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速并傳送給TLE9832，這樣就構(gòu)成了閉環(huán)控制。此外，電機(jī)的電樞電流在轉(zhuǎn)化為電壓信號后，被傳送給TLE9832的ADC模塊。如果車窗在上升過程中遇到不正常的阻力，電樞電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速都會發(fā)生異常的變化，TLE9832可以根據(jù)這種變化判斷是否執(zhí)行防夾算法，避免傷害乘客。
　　CAN總線轎車車窗智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)的原理
　　本文在充分研究有關(guān)CAN總線在汽車電子系統(tǒng)中的應(yīng)用和電動車窗防夾方案的基礎(chǔ)上，提出一種基于CAN總線的轎車車窗智能控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，實現(xiàn)車窗在正常工作模式下防夾控制功能和緊急情況下（異常工作模式）快速升降車窗控制功能。
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