一種防夾電動(dòng)車窗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)車窗防夾系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種防夾電動(dòng)車窗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車窗通過車載電機(jī)來驅(qū)動(dòng)車窗升降，車窗上升過程中向上推動(dòng)的力量最強(qiáng)可達(dá)52.6kg，最弱亦達(dá)16.6kg。因此，電動(dòng)車窗存在著夾傷人的危險(xiǎn)，其具備防夾功能就成為一種需要，尤其對(duì)兒童更為必要。
[0003]防夾算法發(fā)揮作用的前提是一個(gè)合理準(zhǔn)確的防夾閾值，但由于設(shè)計(jì)者很難對(duì)極大影響車窗材料性能的所有環(huán)境因素進(jìn)行測(cè)試，如:
[0004]I)車窗鋼架結(jié)構(gòu)的制造公差和使用過程中升降架的變形；
[0005]2)玻璃上升過程中與橡膠材料之間的摩擦系數(shù)隨環(huán)境溫度、濕度等的變化；
[0006]3)車輛行駛過程中路面的顛簸。
[0007]4)防夾算法本身存在缺陷，使得設(shè)計(jì)者很難確定合理的防夾閾值，導(dǎo)致車窗防夾功能在某些情況下(如外界氣候條件惡劣以及汽車行駛路面不佳等)失效。
[0008]由電機(jī)原理可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和電流值之間存在著線性關(guān)系，當(dāng)電機(jī)的電流變大時(shí)，轉(zhuǎn)矩相應(yīng)增大，說明車窗上升時(shí)所受的阻力變大(可能遇到障礙物)。因此通過檢測(cè)電機(jī)的電流，可以準(zhǔn)確的獲知夾物力的大小，同時(shí)結(jié)合霍爾傳感器輸出脈沖信號(hào)判斷車窗位置。防夾車窗控制系統(tǒng)通過一定的算法(如幅值法、斜率法、積分法等)結(jié)合電機(jī)電流和霍爾輸出脈沖信號(hào)分別進(jìn)行防夾判斷和位置探測(cè)。
[0009]dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是由德國(guó)dSPACE公司開發(fā)的一套基于MATLAB/Simulink的控制系統(tǒng)開發(fā)及半實(shí)物仿真的軟硬件工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了和MATLAB/Simulink/RTW的完全無縫連接。dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)擁有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，擴(kuò)充性好等優(yōu)點(diǎn)。dSPACE硬件系統(tǒng)中的處理器具有高速的計(jì)算能力，并配備了豐富的I/O支持，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行組合；軟件環(huán)境的功能強(qiáng)大且使用方便，包括實(shí)現(xiàn)代碼自動(dòng)生成/下載和試驗(yàn)/調(diào)試的整套工具。dSPACE軟硬件目前已經(jīng)成為進(jìn)行快速控制原型驗(yàn)證和半實(shí)物仿真的首選實(shí)時(shí)平臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為防夾電動(dòng)窗的正常工作提供合理準(zhǔn)確的防夾閾值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免車輛電動(dòng)窗防夾系統(tǒng)因溫度、濕度、結(jié)冰等多種環(huán)境因素造成的錯(cuò)誤判斷。
[0011]為解決以上問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種防夾電動(dòng)車窗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括搖窗電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊和霍爾傳感器模塊；還包括硬件平臺(tái)和上位機(jī)；
[0012]所述的硬件平臺(tái)分別與所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊和霍爾傳感器模塊相連，接收所述的霍爾傳感器模塊輸出信號(hào)和所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊輸出的搖窗電機(jī)工作電流的反饋電流，利用所述的反饋電流計(jì)算電動(dòng)車窗夾力的大小，利用霍爾傳感器模塊輸出信號(hào)計(jì)算車窗運(yùn)動(dòng)方向和車窗位置；
[0013]所述的上位機(jī)包括硬件平臺(tái)控制器；所述的硬件平臺(tái)控制器與所述的硬件平臺(tái)相連，產(chǎn)生控制所述的硬件平臺(tái)的控制命令，向所述的硬件平臺(tái)發(fā)出控制命令和接收由所述的硬件平臺(tái)輸出的關(guān)于電動(dòng)車窗夾力的大小和車窗運(yùn)動(dòng)方向和車窗位置的數(shù)據(jù)并保存。
[0014]本發(fā)明中通過硬件平臺(tái)利用霍爾傳感器和檢測(cè)到搖窗電機(jī)的電流大小，對(duì)電動(dòng)車窗防夾控制進(jìn)行模擬，為防夾電動(dòng)窗的正常工作提供合理準(zhǔn)確的防夾閾值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免車輛電動(dòng)窗防夾系統(tǒng)因多種環(huán)境因素造成的錯(cuò)誤判斷。
[0015]在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中保證:
[0016](I)在探測(cè)區(qū)域4-200_內(nèi)精確的探測(cè)并迅速釋放障礙物。
[0017](2)保證被夾障礙物最大受力小于100。
[0018](3)消除電動(dòng)窗防夾系統(tǒng)機(jī)械參數(shù)及電氣參數(shù)隨著使用時(shí)間變化(如老化、變形、磨損等)對(duì)防夾算法的影響。
[0019](4)消除環(huán)境的變化(溫度、濕度、結(jié)冰等)對(duì)防夾算法的影響。
[0020]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片VNH2SP30的端口定義。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例是一種防夾電動(dòng)車窗實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括搖窗電機(jī)4及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1和霍爾傳感器模塊3-2硬件平臺(tái)2和上位機(jī)I以及為搖窗電機(jī)4及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1和霍爾傳感器模塊3-2硬件平臺(tái)2提供電源的電源模塊5，上位機(jī)I為一臺(tái)單獨(dú)有電源的計(jì)算機(jī)，如一臺(tái)安裝在工作臺(tái)上的臺(tái)式電腦，也可以是一臺(tái)筆記本電腦，它們通過通信接口有線或者無線的方式與硬件平臺(tái)2通信連接。
[0024]硬件平臺(tái)2，在本實(shí)施例中采用的是dSpace硬件平臺(tái)，包含dsl401PWM和dsl401A/Do dSpace硬件平臺(tái)分別與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3_1和霍爾傳感器模塊3_2相連，接收霍爾傳感器模塊3-2輸出信號(hào)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1輸出的搖窗電機(jī)4工作電流的反饋電流，利用反饋電流計(jì)算電動(dòng)車窗夾力的大小，利用霍爾傳感器模塊3-2輸出信號(hào)計(jì)算車窗運(yùn)動(dòng)方向和車窗位置；并對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1進(jìn)行控制。上位機(jī)I包括硬件平臺(tái)控制器1-1、編譯器1-2和仿真模塊1-3三個(gè)部分；硬件平臺(tái)控制器1-1與所述的硬件平臺(tái)2相連。硬件平臺(tái)控制器1-1將接收到的關(guān)于電動(dòng)車窗夾力的大小和車窗運(yùn)動(dòng)方向和車窗位置的數(shù)據(jù)輸出到所述的仿真模塊1-3進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果的中間代碼由所述的編譯器1- 2編譯，并將編譯結(jié)果保存和輸出到所述的硬件平臺(tái)控制器1-1。編譯器I 一 2為C編譯器，對(duì)matlab/Simlink中搭建在線實(shí)驗(yàn)框圖生成中間代碼編譯，形成模型實(shí)時(shí)代碼。
[0025]dsl401A/D將接收到的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3_1和霍爾傳感器模塊3_2發(fā)送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1發(fā)送的是關(guān)于搖窗電機(jī)4電樞電流成正比的電流信號(hào)，可以折算成搖窗電機(jī)4的輸出扭矩，也就是搖窗時(shí)，玻璃窗運(yùn)動(dòng)過程中的阻力，目前，汽車車窗上升過程中所采到的阻力一般在100N以下，如果超過100N則可以定義有障礙物夾在車窗上，此時(shí)，在上位機(jī)中，仿真模塊I 一 3將出現(xiàn)車窗有障礙物被夾的仿真結(jié)果，此時(shí)，經(jīng)過編譯器I 一 2編譯，硬件平臺(tái)控制器1-1將產(chǎn)生控制信號(hào)，通過dSpace硬件平臺(tái)的dsl401PWM產(chǎn)生脈沖信號(hào)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊3-1停止電機(jī)工作，這些仿真是在車窗上升過程中，在4-200mm階段進(jìn)行的。
[0026]上位機(jī)I通過部署硬件平臺(tái)控制器1-1，本實(shí)施例中為dSpace ControlDesk、編譯器1-2、仿真模塊I 一 3在本實(shí)施例中是Matlab/Simlink，在線實(shí)驗(yàn)框圖搭建上位機(jī)軟件平臺(tái)，負(fù)責(zé)控制參數(shù)調(diào)節(jié)以及仿真分析。上位機(jī)I輸出