汽车电动车窗无传感器防夹系统的研究

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1、TheresearchaboutSensor-lessAnti-pinchSystemforAutomotiveElectricWindow（贵州大学）邱73；峰王义尹杰QIUYun-fengWANGYiYINJie摘要：为了能够有效地解决电动车窗存在的安全隐患，现在很多汽车都采用了电动车窗防夹系统，本文在车窗控制模块基础上，加入防夾电路.通过PIC18F258微控制器对车窗电机电流逬行采样和処理，采用结合电流幅值法和电流积分法的方法来判断车窗是否遇到障碍物，从而实现防夹功能，通过多次实验证明本文中设计的无传感器防夹系统防夹效果良好f关键词：车窗防夹；CAN总

2、线技术；PIC18F258;无传感器；电动车窗中图分类号：TP273文献标识码：AAbstract:Inordertoeffectivelyreducethehiddentroubleofelectricwindowonautomobile，manycarsnowusetheelectricwindowsanti-pinchsystems.Itaddsanti-pinchcircuitbasedonthewindowcontrolmodule.PIC18F258microcontrollersamplesancprocessthecurrentofelect

3、ricwindowmotor.Themethodofcombiningcurrentamplitudeandcurrentintegralmethodisusedtodeterminewhetherthewindowencounterobstacles,toachieveanti-pinchfunction.Throughseveralexperiments,itshowsthatthesensor-lessanti-pinchsystemhasgoodeffects.Keywords:Anti-pinch;CANBus;PIC18F258;Without

4、Sensor;AutomotiveElectricWindow刖自现代汽车中越来越多电子设备的应用，一方面提窃了汽车的舒适性，但M吋也对汽车的安全性提出Y新的要求,例如汽午的电动午窗。能够0动升降的电动午窗给操作带來方便的同时也存在安全隐患，.午.窗在自动上升会存在夹到人T•臂的危险。因而必须采取-定的防夹措施来提离电动车窗的安全性。本文屮所描述的电动车銜防夹系统在不影响车辆舒适性和电动车窗常.T作前提下，能够初效地解决电动车窗存在的安全隐忠。1车窗电机的电流特性车窗电机电压和电流有如下关系：C/（5）=（^77+⑴其中R为电机等效4

5、6丄为电机等效电感，l（

6、S）为电机电沆拉普拉斯变换最，U⑸为电机电拉齊拉斯变换贵,f为电机转边屮的阻力和摩檫力,J为转动惯呈,S为拉普拉斯算子,K1为电和反电动势系数，K2为电机转矩系数。*于电动机两端电压，转劫惯觉J，等效电感L,电阻以及K1，K2对于一个确定的电机系纤可以视为不变。所以当阻力f增大时，关系式耍维持成立随之增大。即当车窗在上升过程屮遇到障碍物时，导致阻力坪人，从而电机转速变小，电流随之增人。因此可以通过采样电W电流，來间接的确定电机所受阻力大小由子电动车窗的防夹功能只在车窗自动h升的过程中后动，因此只需研究车窗上升过程中电机电流特性。下图1所示为车窗正常上升吋的电流

7、变化情况（40mQ采样电阻两端的电压邱云峰：硕士研究生基金项目：基金申请人：王义；项目名称：基于CAN总线技术波形＞，可以看出电机在启动时有一个瞬问的冲击电流人约为9.5A，之后电机电流缓慢上升，但幅度不大，此时车窗平稳上升。当车窗到顶以后，产生了一个约为10A的堵转电流。02^1•2468图1车窗正常上升时电流波形FigurelThecurrentwaveformwhenthewindownormallyrises图2为车窗上升过程中遇到障碍时的电流变化情况（40m?采样电阻的两端电压波形），可以从中看出车窗遇到障碍吋电to电流会增大（图3屮A、B、C三点间

8、对应的电流曲线），当障碍乂增大时，电机电流也相应增大。（阁3中C点所加的阻碍力大TB点所加的力）rtuvis阉2车窗h升过程中遇到障碍时电流波形Kigure2Thecurrentwaveformwhenthewindowencountersobstaclesduringup大的堵转电流，堵转电流要大于启动电流;技术创新（3）车窗遇到人为阻力时，电流会变大，并且与所遇到的阻力成正比例关系,过程的持续时间的长短有所变化。由此可见，车窗电机电流的大小能够反映其运动状况。可以作为判断车窗是否堵转、遇堵的主要依据。2无传感器防夹技术现在应用比较广泛的无传感器防夹措施主要

9、采用波纹技术，但由于波纹技术对令:窗电