车窗驱动防夹控制系统及其控制方法.pdf

车窗驱动防夹控制系统及其控制方法，它涉及的是汽车车窗驱动防夹控制的技术领域。它为了克服现有红外传感式因其成本太高而无法推广应用及电流反馈式存在基准电流门限值随着系统的使用而变得不准确的问题。它的微控处理器电路上接有电流反馈智能功率芯片、多路开关检测接口电路，多路开关检测接口电路连接有车窗顶部接触开关、测试开关、车窗底部接触开关，车窗上升开关、车窗下降开关。它的方法步骤为：微控处理器电路检测制动电流值N次、正常阻力电流值N次，将计算出的电流门限值存入Flash存储单元中；与当前flash中的基准电流门限值比较，大于则执行防夹功能，即电动机反转。本发明的防夹精度高，它能随车窗的使用自动调整更新基准电流门限值Imax。

1.  车窗驱动防夹控制系统，它由电流反馈智能功率芯片(1)、微控处理器电路(2)、多路开关检测接口电路(3)、车窗顶部接触开关(4)、测试开关(5)、车窗底部接触开关(6)，车窗上升开关(7)、车窗下降开关(8)组成；
其特征在于电流反馈智能功率芯片(1)的正转控制输入端连接微控处理器电路(2)的正转控制输出端，电流反馈智能功率芯片(1)的反转控制输入端连接微控处理器电路(2)的反转控制输出端，电流反馈智能功率芯片(1)的电机电流信号输出端连接微控处理器电路(2)的电机电流信号输入端，微控处理器电路(2)的开关量数据输入总线端连接多路开关检测接口电路(3)的开关量数据输出总线端，多路开关检测接口电路(3)的第一路开关接口端连接车窗顶部接触开关(4)的输出端，多路开关检测接口电路(3)的第二路开关接口端连接测试开关(5)的输出端，多路开关检测接口电路(3)的第三路开关接口端连接车窗底部接触开关(6)的输出端，多路开关检测接口电路(3)的第四路开关接口端连接车窗上升开关(7)的输出端，多路开关检测接口电路(3)的第五路开关接口端连接车窗下降开关(8)的输出端。

2.  车窗驱动防夹控制方法，其特征在于它的方法步骤为：
步骤一、加电启动整个系统；
步骤二、微控处理器电路(2)通过多路开关检测接口电路(3)判断测试开关(5)是否打开，判断结果为是，则进入测试状态，即运行步骤三，判断结果为否，则直接运行步骤四；
步骤三、通过车窗上升开关(7)、车窗下降开关(8)控制车窗上升和下降，微控处理器电路(2)通过车窗顶部接触开关(4)、车窗底部接触开关(6)测量电动机(9)的制动电流值N次，并计算其N次平均平滑值-Imax_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\max }}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\max },$同时测量车窗正常上升运行时电动机(9)的正常阻力电流值InomN次，并计算其N次平均平滑值-Inom_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$由Imax_avg和Inom_avg计算出电流门限值，其计算公式为：$I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}\≈\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}+(\stackrel{\‾}{I_{\max }}-\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}})/3,$将计算出的电流门限值存入微控处理器电路(2)中的Flash存储单元中作为基准电流门限值，运行步骤九：
步骤四、微控处理器电路(2)判断车窗上升开关(7)或车窗下降开关(8)是否接通，判断结果为都未接通，则微控处理器电路(2)继续待机，运行步骤九；
判断车窗下降开关(8)为接通，则再判断车窗底部接触开关(6)是否接通，判断车窗底部接触开关(6)为接通，则微控处理器电路(2)继续待机，运行步骤九，判断车窗底部接触开关(6)为断开，则微控处理器电路(2)通过电流反馈智能功率芯片(1)控制电动机(9)反转使车窗下降，运行步骤九；
判断车窗上升开关(7)为接通，则再判断车窗顶部接触开关(4)是否接通，判断车窗顶部接触开关(4)为接通，则微控处理器电路(2)继续待机并运行步骤五，判断车窗顶部接触开关(4)为断开，则微控处理器电路(2)通过电流反馈智能功率芯片(1)控制电动机(9)正转使车窗上升，同时微控处理器电路(2)读入电流反馈智能功率芯片(1)的电流反馈值数据，与当前flash中的基准电流门限值比较，反馈电流大于flash中基准电流门限则执行防夹功能，即电动机(9)反转，运行步骤六；
步骤五、微控处理器电路(2)延时10ms，测量电动机(9)的制动电流值Imax，max_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤六、微控处理器电路(2)定时测量车窗上升时正常阻力电流值Inom-，并求取平均值Inom_avg，其计算公式为：平均电流$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$nom_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤七、微控处理器电路(2)根据max_test_flag＝1&nom_test_flag＝1，及Inom和Imax计算当前门限电流值，其计算公式为：I_clip≈I_normal+(I_max-I_normal)/3；
步骤八、微控处理器电路(2)将Flash存储单元中的原基准电流门限值和当前电流门限值进行加权平均后代替原基准电流门限值，其计算公式为：
$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}=\frac{(N_{\mathrm{test}}-1)*\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}}}+I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}{N_{\mathrm{test}}};$
步骤九、返回运行步骤二。

车窗驱动防夹控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及的是汽车车窗驱动防夹控制的技术领域。
背景技术
现有汽车车窗驱动防夹装置主要分为：红外传感式、电流反馈式，所述红外传感式因其成本太高而无法推广应用；电流反馈式虽然成本低，但其防夹精度太低，要获得基准电流门限值Imax是需要进行大量的测试工作的，并且每个车窗在安装后，在转动过程中所受的阻力是各不相同的，固定的基准电流门限值Imax必然对于某些阻力较大的车窗环境产生误差，发生错误判断而导致车窗无法关闭。在随着车窗的使用、器件的老化、车窗电动机在转动过程中所受阻力的不断变化，使得阻力变大或者变小，而导致固定的基准电流门限值Imax会随着系统的使用而变得不准确，最终导致无法使用。
发明内容
本发明是为了克服现有红外传感式汽车车窗驱动防夹装置因其成本太高而无法推广应用及电流反馈式汽车车窗驱动防夹装置存在获得基准电流门限值Imax是需要进行大量的测试工作的缺点；解决在随着车窗的使用、器件的老化、车窗电机在转动过程中所受阻力的不断变化，使得阻力变大或者变小，而发生固定的基准电流门限值Imax随着系统的使用而变得不准确，最终导致无法使用的问题。进而提出了一种车窗驱动防夹控制系统及其控制方法。
本发明的系统由电流反馈智能功率芯片1、微控处理器电路2、多路开关检测接口电路3、车窗顶部接触开关4、测试开关5、车窗底部接触开关6，车窗上升开关7、车窗下降开关8组成；
电流反馈智能功率芯片1的正转控制输入端连接微控处理器电路2的正转控制输出端，电流反馈智能功率芯片1的反转控制输入端连接微控处理器电路2的反转控制输出端，电流反馈智能功率芯片1的电机电流信号输出端连接微控处理器电路2的电机电流信号输入端，微控处理器电路2的开关量数据输入总线端连接多路开关检测接口电路3的开关量数据输出总线端，多路开关检测接口电路3的第一路开关接口端连接车窗顶部接触开关4的输出端，多路开关检测接口电路3的第二路开关接口端连接测试开关5的输出端，多路开关检测接口电路3的第三路开关接口端连接车窗底部接触开关6的输出端，多路开关检测接口电路3的第四路开关接口端连接车窗上升开关7的输出端，多路开关检测接口电路3的第五路开关接口端连接车窗下降开关8的输出端。
本发明的车窗驱动防夹控制方法的步骤为：
步骤一、加电启动整个系统；
步骤二、微控处理器电路2通过多路开关检测接口电路3判断测试开关5是否打开，判断结果为是，则进入测试状态，即运行步骤三，判断结果为否，则直接运行步骤四；
步骤三、通过车窗上升开关7、车窗下降开关8控制车窗上升和下降，微控处理器电路2通过车窗顶部接触开关4、车窗底部接触开关6测量电动机9的制动电流值N次，并计算其N次平均平滑值-Imax_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\max }}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\max },$同时测量车窗正常上升运行时电动机9的正常阻力电流值InomN次，并计算其N次平均平滑值-Inom_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$由Imax_avg和Inom_avg计算出电流门限值，其计算公式为：$I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}\≈\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}+(\stackrel{\‾}{I_{\max }}-\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}})/3,$将计算出的电流门限值存入微控处理器电路2中的Flash存储单元中作为基准电流门限值，运行步骤九；
步骤四、微控处理器电路2判断车窗上升开关7或车窗下降开关8是否接通，判断结果为都未接通，则微控处理器电路2继续待机，运行步骤九；
判断车窗下降开关8为接通，则再判断车窗底部接触开关6是否接通，判断车窗底部接触开关6为接通，则微控处理器电路2继续待机，运行步骤九，判断车窗底部接触开关6为断开，则微控处理器电路2通过电流反馈智能功率芯片1控制电动机9反转使车窗下降，运行步骤九；
判断车窗上升开关7为接通，则再判断车窗顶部接触开关4是否接通，判断车窗顶部接触开关4为接通，则微控处理器电路2继续待机并运行步骤五，判断车窗顶部接触开关4为断开，则微控处理器电路2通过电流反馈智能功率芯片1控制电动机9正转使车窗上升，同时微控处理器电路2读入电流反馈智能功率芯片1的电流反馈值数据，与当前flash中的基准电流门限值比较，反馈电流大于flash中基准电流门限则执行防夹功能，即电动机9反转，运行步骤六；
步骤五、微控处理器电路2延时10ms，测量电动机9的制动电流值Imax，max_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤六、微控处理器电路2定时测量车窗上升时正常阻力电流值Inom-，并求取平均值Inom_avg，其计算公式为：平均电流$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$nom_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤七、微控处理器电路2根据max_test_flag＝1& nom_test_flag＝1，及Inom和Imax计算当前门限电流值，其计算公式为：I_clip≈I_normal+(I_max-I_normal)/3；
步骤八、微控处理器电路2将Flash存储单元中的原基准电流门限值和当前电流门限值进行加权平均后代替原基准电流门限值，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}=\frac{(N_{\mathrm{test}}-1)*\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}}}+I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}{N_{\mathrm{test}}};$
步骤九、返回运行步骤二。
本发明的防夹精度高，它能在少量的测试及短时间内就能获得基准电流门限值Imax，它能随着车窗的使用、器件的老化、车窗电动机在转动过程中所受阻力的不断变化而自动调整更新基准电流门限值Imax，使它能长期稳定的工作。它还具有造价低廉、结构简单、使用方便的优点。
附图说明
图1是本发明的整体电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由电流反馈智能功率芯片1、微控处理器电路2、多路开关检测接口电路3、车窗顶部接触开关4、测试开关5、车窗底部接触开关6，车窗上升开关7、车窗下降开关8组成；
电流反馈智能功率芯片1的正转控制输入端连接微控处理器电路2的正转控制输出端，电流反馈智能功率芯片1的反转控制输入端连接微控处理器电路2的反转控制输出端，电流反馈智能功率芯片1的电机电流信号输出端连接微控处理器电路2的电机电流信号输入端，微控处理器电路2的开关量数据输入总线端连接多路开关检测接口电路3的开关量数据输出总线端，多路开关检测接口电路3的第一路开关接口端连接车窗顶部接触开关4的输出端，多路开关检测接口电路3的第二路开关接口端连接测试开关5的输出端，多路开关检测接口电路3的第三路开关接口端连接车窗底部接触开关6的输出端，多路开关检测接口电路3的第四路开关接口端连接车窗上升开关7的输出端，多路开关检测接口电路3的第五路开关接口端连接车窗下降开关8的输出端。电流反馈智能功率芯片1的正转驱动输出端连接电动机9的正转驱动输入端，电流反馈智能功率芯片1的反转驱动输出端连接电动机9的反转驱动输入端，电动机9的接地端接地。
所述电流反馈智能功率芯片1选用的型号为MC33887，微控处理器电路2选用的型号为MC68HC908GZ16，多路开关检测接口电路3选用的型号为MC33884。
本发明的车窗驱动防夹控制方法的步骤为：
步骤一、加电启动整个系统；
步骤二、微控处理器电路2通过多路开关检测接口电路3判断测试开关5是否打开，判断结果为是，则进入测试状态，即运行步骤三，判断结果为否，则直接运行步骤四；
步骤三、通过车窗上升开关7、车窗下降开关8控制车窗上升和下降，微控处理器电路2通过车窗顶部接触开关4、车窗底部接触开关6测量电动机9的制动电流值N次，并计算其N次平均平滑值-Imax_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\max }}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\max },$同时测量车窗正常上升运行时电动机9的正常阻力电流值InomN次，并计算其N次平均平滑值-Inom_avg，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$由Imax_avg和Inom_avg计算出电流门限值，其计算公式为：$I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}\≈\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}+(\stackrel{\‾}{I_{\max }}-\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}})/3,$将计算出的电流门限值存入微控处理器电路2中的Flash存储单元中作为基准电流门限值，运行步骤九；
步骤四、微控处理器电路2判断车窗上升开关7或车窗下降开关8是否接通，判断结果为都未接通，则微控处理器电路2继续待机，运行步骤九；
判断车窗下降开关8为接通，则再判断车窗底部接触开关6是否接通，判断车窗底部接触开关6为接通，则微控处理器电路2继续待机，运行步骤九，判断车窗底部接触开关6为断开，则微控处理器电路2通过电流反馈智能功率芯片1控制电动机9反转使车窗下降，运行步骤九；
判断车窗上升开关7为接通，则再判断车窗顶部接触开关4是否接通，判断车窗顶部接触开关4为接通，则微控处理器电路2继续待机并运行步骤五，判断车窗顶部接触开关4为断开，则微控处理器电路2通过电流反馈智能功率芯片1控制电动机9正转使车窗上升，同时微控处理器电路2读入电流反馈智能功率芯片1的电流反馈值数据，与当前flash中的基准电流门限值比较，反馈电流大于flash中基准电流门限则执行防夹功能，即电动机9反转，运行步骤六；
步骤五、微控处理器电路2延时10ms，测量电动机9的制动电流值Imax，max_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤六、微控处理器电路2定时测量车窗上升时正常阻力电流值Inom-，并求取平均值Inom_avg，其计算公式为：平均电流$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{nom}}}=\frac{1}{N_{\mathrm{test}}}\underset{N_{\mathrm{test}}}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{nom}},$nom_test_flag＝1，运行步骤七；
步骤七、微控处理器电路2根据max_test_flag＝1 & nom_test_flag＝1，及Inom和Imax计算当前门限电流值，其计算公式为：I_clip≈I_normal+(I_max-I_normal)/3；
步骤八、微控处理器电路2将Flash存储单元中的原基准电流门限值和当前电流门限值进行加权平均后代替原基准电流门限值，其计算公式为：$\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}=\frac{(N_{\mathrm{test}}-1)*\stackrel{\‾}{I_{\mathrm{clip}}}+I_{\mathrm{clip}\_\mathrm{new}}}{N_{\mathrm{test}}};$
步骤九、返回运行步骤二。