淺談電動(dòng)車窗控制器的防夾測(cè)控算法論文
現(xiàn)代社會(huì)中，汽車越來(lái)越成為人們不可缺少的代步工具，汽車市場(chǎng)也異常火爆，每一個(gè)人都會(huì)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(gè)國(guó)家的支柱型產(chǎn)業(yè)，對(duì)于推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高人民生活水平起到重要的推動(dòng)作用。而電動(dòng)車窗控制器防夾測(cè)控系統(tǒng)作為汽車技術(shù)發(fā)展上的一項(xiàng)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)于電動(dòng)車窗控制器的防夾測(cè)控算法進(jìn)行一定研究，有益于為該類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研發(fā)提供一定的借鑒，并為我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展提供一份推動(dòng)力量。
1國(guó)內(nèi)外車窗控制器防夾技術(shù)研究現(xiàn)狀
我國(guó)針對(duì)電動(dòng)車窗控制器的技術(shù)研究起始于21 世紀(jì)初，一些大型整車制造企業(yè)在這一技術(shù)上通常會(huì)采用中外合資開(kāi)發(fā)，同時(shí)一些國(guó)產(chǎn)汽車品牌所運(yùn)用的車窗控制防夾技術(shù)是通過(guò)引進(jìn)德國(guó)、美國(guó)以及日本的一些較為完善的產(chǎn)品。而我國(guó)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(shí)，歐美日韓等國(guó)家對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的研究時(shí)間已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到十分成熟的階段。隨著電子技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，針對(duì)其安全性能以及各項(xiàng)指標(biāo)方面都提出了進(jìn)一步的完善提高，世界范圍的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)內(nèi)逐漸涌現(xiàn)出越來(lái)越多的車窗控制器防夾技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，各大研發(fā)機(jī)構(gòu)都對(duì)該項(xiàng)技術(shù)投入了相當(dāng)程度的人力物力，車窗防夾技術(shù)的應(yīng)用范圍也日漸擴(kuò)大。主要包括以下技術(shù)應(yīng)用：車窗升降電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、防夾力測(cè)控算法和安全可靠性硬件軟件技術(shù)、環(huán)境和汽車運(yùn)行工況改變的誤防夾的避免技術(shù)以及整個(gè)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(dāng)中獲得應(yīng)用。
2車窗防夾系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算
車窗關(guān)閉過(guò)程中可能受到阻礙物的阻礙，為了既能實(shí)現(xiàn)防夾功能，又可以達(dá)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(gè)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(shí)遇到障礙物，電機(jī)將不會(huì)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(guò)程中，一旦遇到障礙物，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取防夾措施，從而對(duì)人的身體部位起到保護(hù)作用。車窗無(wú)論是在上升還是下降的時(shí)候都處于勻速運(yùn)動(dòng)中，如果在車窗上升過(guò)程中遇到障礙物，會(huì)將運(yùn)動(dòng)過(guò)程近似看做加速度為負(fù)的勻加速運(yùn)動(dòng)。計(jì)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(dāng)α ≥ α0 時(shí)(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(duì)防夾測(cè)控的影響
3.1電機(jī)工作電壓變化的影響
如果電機(jī)在工作過(guò)程中，電壓突然出現(xiàn)改變，車窗的上升速度也會(huì)隨之發(fā)生改變，以速度增量作為基礎(chǔ)的數(shù)值也將會(huì)發(fā)生改變，對(duì)于車窗防夾測(cè)控會(huì)產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)適當(dāng)對(duì)電機(jī)電壓予以檢測(cè)和控制。
3.2氣候變化對(duì)防夾測(cè)控的影響
周圍氣溫的變化會(huì)在傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電機(jī)本身的干摩擦和粘滯摩擦的大小產(chǎn)生影響。在防夾測(cè)控技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)通常會(huì)對(duì)其設(shè)定一個(gè)固定偏置，這一偏置實(shí)在低溫環(huán)境中保持正值，而高溫環(huán)境中屬于負(fù)值。
4防夾車窗控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
防夾車窗控制系統(tǒng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件上主要使用能夠?qū)⒖刂乒δ芘c驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的開(kāi)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(duì)而言有效的簡(jiǎn)化，控制器本身具有小型化、一體化的特點(diǎn)。而關(guān)于系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，全程利用C語(yǔ)言編程軟件，通過(guò)系統(tǒng)初始化模塊、按鍵監(jiān)控模塊、相應(yīng)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(yǔ)
綜上所述，在汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，車窗防夾控制技術(shù)在我國(guó)現(xiàn)行研究成果上還存在諸多不足，根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，不難明確相應(yīng)結(jié)論。關(guān)于車窗防夾系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算，需要分為幾個(gè)部分分別進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)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(huì)受到外界的不同因素，影響防夾系統(tǒng)靈敏度或運(yùn)行成效，防夾車窗控制系統(tǒng)的硬件軟件設(shè)計(jì)在理論的基礎(chǔ)上能夠達(dá)到相應(yīng)功能，而我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)的研究發(fā)展，有待于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和時(shí)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(chǎng)，而電動(dòng)車窗控制器的防夾系統(tǒng)是能夠滿足市場(chǎng)需求的重要技術(shù)手段，隨著經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，我國(guó)需要進(jìn)一步展開(kāi)研究措施，從而推出專屬我國(guó)的先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)，以適應(yīng)未來(lái)汽車集中監(jiān)控的趨勢(shì)，開(kāi)拓我國(guó)汽車技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)，帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
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