淺談電動車窗控制器的防夾測控算法論文
現(xiàn)代社會中，汽車越來越成為人們不可缺少的代步工具，汽車市場也異常火爆，每一個人都會與汽車產(chǎn)生極為緊密的聯(lián)系，汽車工業(yè)逐漸成為各個國家的支柱型產(chǎn)業(yè)，對于推動國民經(jīng)濟發(fā)展提高人民生活水平起到重要的推動作用。而電動車窗控制器防夾測控系統(tǒng)作為汽車技術(shù)發(fā)展上的一項成功，具有高可靠性、高抗環(huán)境變化能力、低成本一體化等方面的特點和優(yōu)勢。本文對于電動車窗控制器的防夾測控算法進行一定研究，有益于為該類系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)提供一定的借鑒，并為我國汽車工業(yè)的發(fā)展提供一份推動力量。
1國內(nèi)外車窗控制器防夾技術(shù)研究現(xiàn)狀
我國針對電動車窗控制器的技術(shù)研究起始于21 世紀初，一些大型整車制造企業(yè)在這一技術(shù)上通常會采用中外合資開發(fā)，同時一些國產(chǎn)汽車品牌所運用的車窗控制防夾技術(shù)是通過引進德國、美國以及日本的一些較為完善的產(chǎn)品。而我國全權(quán)自主研發(fā)的車窗控制器防夾技術(shù)始終處于研究階段。
與此同時，歐美日韓等國家對于該項技術(shù)的研究時間已經(jīng)長達數(shù)十年，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)達到十分成熟的階段。隨著電子技術(shù)越來越發(fā)達，針對其安全性能以及各項指標方面都提出了進一步的完善提高，世界范圍的經(jīng)濟市場內(nèi)逐漸涌現(xiàn)出越來越多的車窗控制器防夾技術(shù)應用開發(fā)者，各大研發(fā)機構(gòu)都對該項技術(shù)投入了相當程度的人力物力，車窗防夾技術(shù)的應用范圍也日漸擴大。主要包括以下技術(shù)應用：車窗升降電機傳動系統(tǒng)、防夾力測控算法和安全可靠性硬件軟件技術(shù)、環(huán)境和汽車運行工況改變的誤防夾的避免技術(shù)以及整個裝置成本的降低技術(shù)等等。這些技術(shù)現(xiàn)已成功在某些車型當中獲得應用。
2車窗防夾系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)計算
車窗關(guān)閉過程中可能受到阻礙物的阻礙，為了既能實現(xiàn)防夾功能，又可以達到最終關(guān)閉車窗的目的，需要將車窗頂部與車窗底部范圍之間劃分為兩個區(qū)間，即非防夾區(qū)域與防夾區(qū)域。首先，非防夾區(qū)域是指從車窗頂部到距離車窗頂部4mm 的范圍以及從距離車窗頂部200mm到車窗底部的范圍。車窗如果處于非防夾范圍之內(nèi)，車窗在上升時遇到障礙物，電機將不會反轉(zhuǎn)。其次車窗的防夾區(qū)域，除去非防夾區(qū)域之外，即為車窗的防夾區(qū)域，也就是在車窗上升過程中，一旦遇到障礙物，系統(tǒng)會自動采取防夾措施，從而對人的身體部位起到保護作用。車窗無論是在上升還是下降的時候都處于勻速運動中，如果在車窗上升過程中遇到障礙物，會將運動過程近似看做加速度為負的勻加速運動。計算方法如下：
設(shè)F 為系統(tǒng)牽引力，設(shè)m 為車窗質(zhì)量，設(shè)α 為車窗加速度，設(shè)Fv 為粘滯摩擦系數(shù)，F(xiàn)s 為干摩擦力，F(xiàn)’為夾力。
F=Fvv+mg+Fs
車窗上升遇到阻力，根據(jù)牛頓第二定律：F=mα，可以推出：F’=mα，從而推出車窗加速度α，Α=F/m
當α ≥ α0 時(α0 為加速度閾值)，系統(tǒng)將判定車窗遇夾，從而采取防夾措施。
3環(huán)境對防夾測控的影響
3.1電機工作電壓變化的影響
如果電機在工作過程中，電壓突然出現(xiàn)改變，車窗的上升速度也會隨之發(fā)生改變，以速度增量作為基礎(chǔ)的數(shù)值也將會發(fā)生改變，對于車窗防夾測控會產(chǎn)生一定的影響，應適當對電機電壓予以檢測和控制。
3.2氣候變化對防夾測控的影響
周圍氣溫的變化會在傳動系統(tǒng)運行過程中對電機本身的干摩擦和粘滯摩擦的大小產(chǎn)生影響。在防夾測控技術(shù)設(shè)計計算時通常會對其設(shè)定一個固定偏置，這一偏置實在低溫環(huán)境中保持正值，而高溫環(huán)境中屬于負值。
4防夾車窗控制系統(tǒng)設(shè)計
防夾車窗控制系統(tǒng)包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件上主要使用能夠?qū)⒖刂乒δ芘c驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)的開關(guān)電路一體化的雙帶控制器，名稱為MM912F634，這種控制器作為防夾車窗控制系統(tǒng)中的硬件系統(tǒng)，能夠使得控制器的硬件電路結(jié)構(gòu)得到相對而言有效的簡化，控制器本身具有小型化、一體化的特點。而關(guān)于系統(tǒng)軟件的設(shè)計，全程利用C語言編程軟件，通過系統(tǒng)初始化模塊、按鍵監(jiān)控模塊、相應模塊、集鎖控制鍵模塊、下降鍵模塊、上升鍵模塊等相關(guān)模塊的編排與整合，形成完整的防夾車窗控制系統(tǒng)。
5結(jié)語
綜上所述，在汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展過程當中，車窗防夾控制技術(shù)在我國現(xiàn)行研究成果上還存在諸多不足，根據(jù)當前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，不難明確相應結(jié)論。關(guān)于車窗防夾系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)計算，需要分為幾個部分分別進行計算，通過統(tǒng)一整理結(jié)果得出防夾系統(tǒng)性能指數(shù)。另外，車窗防夾控制器會受到外界的不同因素，影響防夾系統(tǒng)靈敏度或運行成效，防夾車窗控制系統(tǒng)的硬件軟件設(shè)計在理論的基礎(chǔ)上能夠達到相應功能，而我國該項技術(shù)的研究發(fā)展，有待于進一步的學習和時間。在汽車行業(yè)高度發(fā)展的今天，汽車電子類產(chǎn)品具有十分廣闊的市場，而電動車窗控制器的防夾系統(tǒng)是能夠滿足市場需求的重要技術(shù)手段，隨著經(jīng)濟市場競爭的激烈化，我國需要進一步展開研究措施，從而推出專屬我國的先進技術(shù)系統(tǒng)，以適應未來汽車集中監(jiān)控的趨勢，開拓我國汽車技術(shù)產(chǎn)品市場，帶動我國經(jīng)濟發(fā)展。
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