一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法.pdf

本发明公开了一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法。汽车的电动车窗状况难以保证一致性，而且车窗受到的阻力随行程位置变化，由此还需要电动车窗防夹功能对环境自适应。本发明的步骤如下：汽车车窗玻璃做n次循环升降实验，构建车窗电机工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线；防夹区域等分成多个工作区间，设置各工作区间的防夹阀值，建立数据矢量D(X,Y,Z,ZX,BX,K,Kxi,Cx)；系统自适应防夹：车窗上升，电机电流若超过防夹阀值，系统进行防夹动作，反之更新缓存数据，待车窗停止，更新EPPROM数据，修正防夹阀值。本发明可避免因车窗状况不一致导致车窗防夹失效的情况。

1.  一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
步骤1、汽车车窗玻璃做n次循环升降实验，n≥100；在车窗玻璃非防夹上升过程中，记录车窗电机的工作电流值，构建车窗电机工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线；
步骤2、控制系统初始化配置；控制系统将车窗玻璃运行区域分为防夹区域与非防夹区域；防夹区域等分成多个工作区间；根据步骤1中车窗电机的工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线，设置各工作区间的防夹阀值，建立数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)；数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)包含缓存数组结构与EEPROM数据结构；其中，X代表防夹区域内的工作区间；Y代表X区间提取到车窗电机的工作电流值；Z代表电机电流缓存数组，Z_X代表指向X区间内缓存数组的指针，B_X代表允许X区间缓存数据更新到EEPROM的标志位；K代表EEPROM区域；K_xi代表X区间的EEPROM需要更新数据的位置，i＝0，1，…，9；C_x代表X区间的防夹阀值；
步骤3、控制系统自适应防夹；车窗上升，控制系统采集车窗电机的工作电流值；若工作电流值Y大于当前工作区间的防夹阀值C_x，则控制系统执行防夹动作，将车窗玻璃下降30～80mm后停止；若Y小于当前工作区间的防夹阀值C_x，则将Y存入该区间指针Z_X所指的电机电流缓存数组Z位置；每存一个Y值，指针Z_X移一位，同时车窗正常上升；指针Z_X移到末位后重新指向初始位置，同时标志位B_X置1，即允许缓存数据更新到EEPROM区域；
车窗停止时，控制系统逐一判断电机电流缓存数组Z的各区间标志位B_X；若X区间的B_X为1，则将X区间的电机电流缓存数组Z的数据取平均值存入EEPROM区域K的K_xi位置，同时B_X标志清0；每存入一个值，K_xi位置加1，存满10个数值后K_xi位置重置初值，即X区间的EEPROM已更新10个数据，此时，控制系统更新该区间的防夹阀值。

2.  根据权利要求1所述的一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法，其特征在于：所述的步骤1进一步描述为：车窗玻璃升降，内嵌于车窗电机的霍尔传感器发送相应的脉冲信号；控制系统捕获霍尔脉冲；车窗升，脉冲计数累加，车窗降，脉冲计数累减；由脉冲计数判断车窗位置。

3.  根据权利要求1所述的一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹 控制方法，其特征在于：所述的防夹区域在升降方向上的长度为200mm，将其等分成5个工作区间。

4.  根据权利要求1所述的一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法，其特征在于：所述的控制系统为车窗电机内嵌模块、升降器开关控制器或者车身控制系统中央控制器。

一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，涉及汽车车窗防夹控制方法，具体涉及一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法。
背景技术
汽车电动式车窗替代手摇车窗，提高了乘员舒适性，也带来一些副作用。电动车窗夹伤人员时有见于报道。电动车窗带有防夹功能已成为未来趋势。
考虑到低档汽车开发周期短，对制造成本敏感，往往需要简单、快速、有效电动车窗防夹功能。另外由于车辆不同、车辆使用时间不同、车辆使用环境不同，汽车的电动车窗状况例如尼槽摩擦力等因素难以保证一致性，而且车窗受到的阻力还随行程位置变化而变，造成唯一固定的防夹阀值不符合车窗实况，最终导致防夹系统失效，由此还需要电动车窗防夹功能对环境自适应。
国内对汽车车窗防夹功能做了一些研究。文献《基于PIC18F2580的智能防夹手电动窗设计》研究采样车窗电机工作电流以间接判断车窗阻力进而实现车窗防夹，未考虑车窗使用过程难以保证一致性。专利《一种使用过程中自动修正的电动窗防夹控制方法》(申请号CN201110445612.8，公开号CN102418449A)提供一种基于检测霍尔脉冲频率的自适应车窗防夹，采集修正车窗玻璃上升全过程的脉冲波形，数据量较大。
车窗电机的工作电流受车窗玻璃阻力的影响。车窗玻璃上升，障碍物使电机电流突变，而车窗本身状况变化如尼槽摩擦力等因素使电机电流缓慢变化。由此，可检测电机电流变化，决定进行防夹动作还是修正防夹阀值。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法，通过检测车窗电机电流变化，决定进行防夹动作还是修正防夹阀值。
本发明的具体步骤如下：
步骤1、汽车车窗玻璃做n次循环升降实验，n≥100；在车窗玻璃非防夹上升过程中，记录车窗电机的工作电流值，构建车窗电机工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线。
步骤2、控制系统初始化配置。控制系统将车窗玻璃运行区域分为防夹区域与非防夹区域。防夹区域等分成多个工作区间。根据步骤1中车窗电机的工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线，设置各工作区间的防夹阀值，建立数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)。数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)包含缓存数组结构与EEPROM数据结构。其中，X代表防夹区域内的工作区间；Y代表X区间提取到车窗电机的工作电流值；Z代表电机电流缓存数组，Z_X代表指向X区间内缓存数组的指针，B_X代表允许X区间缓存数据更新到EEPROM的标志位；K代表EEPROM区域；K_xi代表X区间的EEPROM需要更新数据的位置，i＝0，1，…，9；C_x代表X区间的防夹阀值。
步骤3、控制系统自适应防夹。车窗上升，控制系统采集车窗电机的工作电流值。若工作电流值Y大于当前工作区间的防夹阀值C_x，则控制系统执行防夹动作，将车窗玻璃下降30～80mm后停止。若Y小于当前工作区间的防夹阀值C_x，则将Y存入该区间指针Z_X所指的电机电流缓存数组Z位置；每存一个Y值，指针Z_X移一位，同时车窗正常上升。指针Z_X移到末位后重新指向初始位置，同时标志位B_X置1，即允许缓存数据更新到EEPROM区域。
车窗停止时，控制系统逐一判断电机电流缓存数组Z的各区间标志位B_X；若X区间的B_X为1，则将X区间的电机电流缓存数组Z的数据取平均值存入EEPROM区域K的K_xi位置，同时B_X标志清0；每存入一个值，K_xi位置加1，存满10个数值后K_xi位置重置初值，即X区间的EEPROM已更新10个数据，此时，控制系统更新该区间的防夹阀值。
所述的步骤1进一步描述为：车窗玻璃升降，内嵌于车窗电机的霍尔传感器发送相应的脉冲信号；控制系统捕获霍尔脉冲；车窗升，脉冲计数累加，车窗降，脉冲计数累减；由脉冲计数判断车窗位置。
所述的步骤2进一步描述为：防夹区域在升降方向上的长度为200mm，将其等分成5个工作区间。
所述的控制系统为车窗电机内嵌模块、升降器开关控制器或者车身控制系统中央控制器。
本发明具有的有益效果：
本发明通过检测车窗电机电流变化，决定进行防夹动作还是修正防夹阀值。车窗电机的工作电流受车窗玻璃阻力的影响，车窗玻璃上升，障碍物使电机电流突变，而车窗本身状况变化如尼槽摩擦力等因素使电机电流缓慢变化。由此，可检测车窗上升过程中的电机电流变化，如果车窗遇到障碍物则执行防夹动作，反之采集记录车窗状况，修正车窗防夹阀值。因此，本发明可避免因车窗状况不一致(车窗配件老化、使用环境改变、车窗在不同位置的摩擦力不同，引起车窗上升所受阻力不断改变)导致车窗防夹失效的情况，且无需对已有车窗机械安装结构较大改动。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的运行区域划分示意图；
图3为本发明的控制系统自适应防夹原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
一种基于采集电机电流的汽车车窗自适应防夹控制方法，具体步骤如下：
步骤1、如图1所示，车窗玻璃升降，内嵌于车窗电机的霍尔传感器发送脉冲信号，控制系统捕获此脉冲信号；车窗升，脉冲计数累加；车窗降，脉冲计数累减；由脉冲计数可判断车窗玻璃位置。据此，汽车车窗玻璃做100次循环升降实验，在车窗非防夹上升过程中，控制系统时时记录车窗电机的工作电流值与对应的车窗玻璃行程；构建车窗电机的工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线。
步骤2、如图1所示，控制系统初始化配置：划分车窗玻璃的防夹区域，设置防夹阀值，并且建立数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)。数据矢量D(X,Y,Z,Z_X,B_X,K,K_xi,C_x)包含缓存数组结构(如表1所示)与EEPROM数据结构(如表2所示)。其中，X代表防夹区域内的工作区间；Y代表X区间提取到车窗电机的工作电流值；Z代表电机电流缓存数组，Z_X代表指向X区间内缓存数组的指针，B_X代表允许X区间缓存数据更新到EEPROM的标志位；K代表EEPROM区域；K_xi代表X区间的EEPROM需要更新数据的位置，i＝0，1，…，9；C_x代表X区间的防夹阀值。
车窗运行区域及各个工作区间的划分如图2所示，控制系统将车窗运行区域划分为防夹区域2与非防夹区域1。防夹区域2在升降方向上的长度L为200mm，将其等分成5个工作区间，则每个工作区间在升降方向上的长度a为 40mm。根据步骤1车窗电机的工作电流值与车窗玻璃位置的关系曲线，设置各工作区间的防夹阀值。
步骤3、如图3所示，控制系统自适应防夹。
车窗上升，控制系统根据中位值平均滤波法时时采样车窗电机的工作电流值Y即间接捕获车窗受到的阻力；随车窗上升，采样位置对应的X区间值由1逐步增加到5。每个X区间值内，若Y小于X区间的防夹阀值C_x，则将Y存入该区间指针Z_X所指的电机电流缓存数组Z位置；指针Z_X初始指向Z_X0，每存一个Y值，指针Z_X移一位，同时车窗正常上升；若存满10个Y值，指针Z_X重新指向初始位置，同时标志位B_X置1，即允许缓存数据更新到EEPROM区域；若电机工作电流值Y大于X区间的防夹阀值C_x，则车窗电机停止使能300ms，然后使能车窗电机反转，车窗下降50mm后停止。
车窗停止时，控制系统逐一判断电机电流缓存数组Z的各区间标志位B_X；若X区间的B_X为1，则将X区间的电机电流缓存数组Z的10个数据取平均值存入EEPROM区域K的K_xi位置，同时B_X标志清0；K_xi位置的初值为K_X0，每存入一个值，K_xi位置加1(即i的值加1)，存满10个数值后K_xi位置重置初值K_X0，即X区间的EEPROM已更新10个数据，此时，控制系统更新该区间的电机防夹阀值。
表1 数据矢量的缓存数组结构

表2 数据矢量的EEPROM数据结构