一种纹波防夹位置补偿方法及装置与流程

本发明涉及车窗防夹控制技术领域，具体为一种纹波防夹位置补偿方法及装置。

背景技术：

为了提高操作的方便性与舒适性，目前市面上的汽车多采用电动车窗，通过电机以驱动车窗的开闭。为了保障使用安全，防止发生夹伤，行业规定车窗在离顶部距离4至200mm范围内（软停位置），若遇到物体或人体阻碍时，电机必须能够检测出这一情况并反转运行，这一功能被称为防夹功能。为了保障安全，防止夹到的人受到伤害，需要控制启动反转的阻碍力（即防夹力）小于100n。

因此，为保障上述防夹功能，对于一个防夹系统来说，准确的确定穿窗玻璃的位置是前提，也即如何准确识别4至200mm的软停位置是标志防夹系统性能的关键的因素之一，若位置计算有误差可能会导致如下较严重的后果：

1、软件计算的位置比实际位置低，软件到顶软停时实际车窗位置在胶条以下，导致车窗未关紧，漏水及有盗窃风险。

2、软件计算的位置比实际位置要高，到顶进入胶条时软件仍然认为车窗在4至200mm防夹区域以内，导致进入胶条后阻力增大的过程误认为是夹到人的过程，导致到顶反转。

3、更严重者：当上软停位置累积下偏较大时，车窗自动上升致车窗软停后开口较大足够乘客身体部位进入时再次操作自动上升功能，此时由于软件认为车窗已经在小于4mm的范围以内，防夹系统将取消防夹功能，会有夹伤/夹死人的风险。而当软件计算位置上偏较大时，200mm位置上移，导致夹到人时认为车窗还在大于200mm位置以外，取消防夹功能，也会有夹伤/死人的风险。

现有的防夹系统，主要有霍尔防夹系统和纹波防夹系统。

霍尔防夹系统：其在电机内部安装霍尔传感器，通过霍尔传感器得到与电机运动相关的脉冲信号，进而根据该脉冲信号提取出车窗玻璃运动速度和位置。其需要额外安装霍尔传感器和相应的控制电路，成本较高。且在一定次软停之后需要进行一次硬堵转降损失的位置校准，才能达到位置不会偏差太大的效果。

纹波防夹系统：则根据有刷电机运行过程中持续的断开和接通电机时产生的电流微小变化经过滤波比较等方式计算车窗的运行距离。电机停止时电机电流短接到地，电流纹波再无纹波信息，导致电机惯性行驶的位移未能准确的计算，误差累积后会产生较大的位置问题。为了克服这些问题，目前市面上大多通过查表补偿的办法（如中国专利201610513692.9），对车窗停止后的惯性进行估算，以对位置进行补偿，并依赖再一次操作车窗到顶堵转来二次校准位置。由于车窗受电压，温度，灰尘度，胶条老化程度，电机老化程度等很多因素影响，其惯性行走的位移长度完全不一样，现有车窗系统仅能获取到的信息如电压，温度，电流等信息进行惯性位移的估算是不准确的，且在多次反复的升降后，累积叠加的误差会逐渐积累，在一些特定情形车窗很长时间不能到顶二次触发堵转校准，误差积累引起的异常现象概率大大增加，仍可能存在车窗到顶关不牢、到顶反转以及夹到小物体不反转等异常情况。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种能够更为精确的确定车窗位置的纹波防夹位置补偿方法及装置，以进一步的改善车窗防夹系统的可靠性和安全性。

本发明所述的一种纹波防夹位置补偿方法,包括以下步骤：

检测车窗开闭过程中电机的电流纹波脉冲状态；

依据电流文波脉冲状态，判断车窗停止命令是否触发；如触发，则检测此时电机由于惯性运动产生的反电动势的电压纹波脉冲数量；

根据检测的电压文波脉冲数量得出电机惯性运转的圈数，据此计算出车窗的移动的距离，并以此距离对防夹位置进行补偿。

本发明所述的纹波防夹位置补偿方法，在电机正常驱动车窗运动有电流流过时，通过电流纹波检测电流纹波脉冲状态,判断车窗停止命令是否触发。电机输出停止到电机真正物理位置停止的过程中，电流消失进而电流纹波脉冲消失，系统切换到在电机停止后惯性运动的过程，此时采集反电动势产生的电压纹波脉冲数量,通过采集的反向电动势的电压纹波脉冲数量，计算得出电机惯性运动过程中玻璃移动的距离，以此距离对防夹位置进行补偿。电机惯性运行的反向电动势产生的电压纹波脉冲数量与电机实际惯性运转的圈数一致，依据电机惯性运转圈数换算出车窗玻璃运动的距离，从而对防夹位置进行补偿，其补偿准确，不受车窗环境、胶条老化程度等因素的影响，保证了防夹位置的精确性，提高了可靠性和安全性。

本发明所述的一种纹波防夹位置补偿装置，包括：h桥驱动电路、电机、电流文波检测电路、mcu控制模块、电压文波检测电路以及计算单元；

h桥驱动电路，用于接收mcu控制模块发送的控制信号，控制电机的正反转状态；

电流文波检测电路，用于检测车窗开闭过程中电机的电流纹波脉冲状态,并把电流纹波脉冲状态信号发送至mcu控制模块中；

mcu控制模块，用于接收电流纹波脉冲状态信号，判断车窗停止命令是否触发，如触发，则发送控制信号至电压文波检测电路，控制电压文波检测电路启动；

电压文波检测电路，用于检测电机由于惯性运动产生的反电动势的电压纹波脉冲信号，并把检测到的电压纹波脉冲信号反馈至mcu控制模块中；

计算单元，用于接收mcu控制模块反馈的电流纹波脉冲状态信号和电压纹波脉冲信号，计算出车窗的移动的距离，反馈至mcu控制模块控制h桥驱动电路控制电机对防夹位置进行补偿。

在电机正常驱动车窗运动有电流流过时，电流文波检测电路检测车窗开闭过程中电机的电流纹波脉冲状态,并把电流纹波脉冲状态信号发送至mcu控制模块中，mcu控制模块接收电流纹波脉冲状态信号，判断车窗停止命令是否触发，如触发，则发送控制信号至电压文波检测电路，控制电压文波检测电路启动，电压文波检测电路检测电机由于惯性运动产生的反电动势的电压纹波脉冲信号，并把检测到的电压纹波脉冲信号反馈至mcu控制模块中，计算单元接收mcu控制模块反馈的电流纹波脉冲状态信号和电压纹波脉冲信号，计算出车窗的移动的距离，反馈至mcu控制模块控制h桥驱动电路控制电机对防夹位置进行补偿。电机惯性运行的反向电动势产生的电压纹波脉冲数量与电机实际惯性运转的圈数一致，依据电机惯性运转圈数换算出车窗玻璃运动的距离，从而对防夹位置进行补偿，其补偿准确，不受车窗环境、胶条老化程度等因素的影响，保证了防夹位置的精确性，提高了可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明一种纹波防夹位置补偿方法流程示意图;

图2为本发明一种纹波防夹位置补偿装置原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种纹波防夹位置补偿方法,包括以下步骤：

检测车窗开闭过程中电机的电流纹波脉冲状态；

依据电流文波脉冲状态，判断车窗停止命令是否触发；如触发，则检测此时电机由于惯性运动产生的反电动势的电压纹波脉冲数量；

根据检测的电压文波脉冲数量得出电机惯性运转的圈数，据此计算出车窗的移动的距离，并以此距离对防夹位置进行补偿。

在电机正常驱动车窗运动有电流流过时，通过电流纹波检测电流纹波脉冲状态,判断车窗停止命令是否触发。电机输出停止到电机真正物理位置停止的过程中，电流消失进而电流纹波脉冲消失，系统切换到在电机停止后惯性运动的过程，此时采集反电动势产生的电压纹波脉冲数量,通过采集的反向电动势的电压纹波脉冲数量，计算得出电机惯性运动过程中玻璃移动的距离，以此距离对防夹位置进行补偿。电机惯性运行的反向电动势产生的电压纹波脉冲数量与电机实际惯性运转的圈数一致，依据电机惯性运转圈数换算出车窗玻璃运动的距离，从而对防夹位置进行补偿，其补偿准确，不受车窗环境、胶条老化程度等因素的影响，保证了防夹位置的精确性，提高了可靠性和安全性。

如图2所示，一种纹波防夹位置补偿装置，包括：h桥驱动电路、电机、电流文波检测电路、mcu控制模块、电压文波检测电路以及计算单元；

h桥驱动电路，用于接收mcu控制模块发送的控制信号，控制电机的正反转状态；

电流文波检测电路，用于检测车窗开闭过程中电机的电流纹波脉冲状态,并把电流纹波脉冲状态信号发送至mcu控制模块中；

mcu控制模块，用于接收电流纹波脉冲状态信号，判断车窗停止命令是否触发，如触发，则发送控制信号至电压文波检测电路，控制电压文波检测电路启动；

电压文波检测电路，用于检测电机由于惯性运动产生的反电动势的电压纹波脉冲信号，并把检测到的电压纹波脉冲信号反馈至mcu控制模块中；

计算单元，用于接收mcu控制模块反馈的电流纹波脉冲状态信号和电压纹波脉冲信号，计算出车窗的移动的距离，反馈至mcu控制模块控制h桥驱动电路控制电机对防夹位置进行补偿。

其中，电流文波检测电路中包括串联在h桥驱动电路接地端的采样电阻，当h桥两端断开后，电机两端没有电势差，采样电阻没有电流流过，mcu控制模块通过采集到的电流纹波检测上传计算单元检测电流文波脉冲的状态,根据电流文波脉冲的有无判断车窗停止命令是否触发，无电流文波脉冲，电压文波检测电路启动检测车窗开启或关闭时电机停止由于惯性运动产生反电动势的电压文波脉冲数量，经过mcu控制模块上传至计算单元，根据电流文波脉冲状态和电压文波脉冲数量计算出车窗开启或关闭时遇到物体时的防夹区域，即在车窗到顶堵，堵转识别之后设为基础0点，车窗下降时先用电流纹波脉冲计算1个周期位置+1约0.1mm，停止后用电压纹波脉冲计算，一个脉冲约0.1mm，惯性大约会走30~100个脉冲，对应3到10mm。车窗上升时一个电流纹波脉冲周期位置为-1约0.1mm，停止后用电压纹波数脉冲，一个脉冲约0.1mm，惯性大约会走10~50个脉冲，对应1到5mm。胶条长度：约20mm对应200位置，车窗在进入胶条但未堵转前停止，例如在50（机械顶点距离5mm）这个位置停止，让电机惯性继续运行到10（1mm），既关好了车窗又不会顶坏车窗。防夹区域：从胶条底部开始算4mm~200mm为防夹区域，对应实际位置为20mm+（4mm~200mm）。从而对防夹位置进行补偿，其补偿准确，不受车窗环境、胶条老化程度等因素的影响，保证了防夹位置的精确性，提高了可靠性和安全性。