主要防夹算法的分类和工作原理

1、电流+霍尔脉冲的直接夹力和位置判断法

  用取样电阻进行电机电流检测，对某种类型车窗的背景力进行标定，在此基础上根据标准要求，确定防夹力与电机电流的对应关系，以检测电机电流的改变作为防夹判据。霍尔脉冲用于检测车窗的位置是否运行在防夹范围之内，以及车窗运行在底部和顶部两个端点位置，即是否处于启动和堵转状态。电机电流的检测只需要确定其平均值的变化（幅值和形态）就可完成夹力判定和控制策略的制定。

  优点：该方法具有车窗防夹测控的充分必要条件--夹力和位置的检测，并且可以用霍尔脉冲计算速度和加速度，作为对电流检测结果的补充判定，系统可在多重冗余的方式下工作，具有相当高的可靠性。

 缺点：

(1)由于机械结构方面的差异，不同车窗阻力是不同的，用于比较的信号脉宽的基准也不太一样，而且即使同一车窗在受到碰撞或进行维修后其阻力也会变化；

(2)环境温度的变化会导致玻璃升降器运行电机的电流变化，从而脉冲宽度也将随之变化，如果脉宽基准值是在正常温度的环境中记录的，那么在温度低的环境中运行时也有可能产生误操作；

(3)汽车在运动过程中由于上下颠簸而导致霍尔传感器采样到的信号产生变化，同样会引起意外的防夹动作。

(4)硬件成本较高。

                                                               电流+霍尔脉冲检测法系统框图

2、 电流纹波检测的直接夹力和间接位置检测法

   用检测电机电流大小来判断夹力的大小，由于直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳压量上的交流分量就称为纹波。电机的交流成分，即所谓的电机“纹波”的频率则充分体现了电机速度。根据纹波电流的变化，就可以对电动窗是否防夹做出判断，如下图所示，在图中A点由于阻物力达到了标准的要求，这时如果车窗处于防夹区域，防夹便起了作用。

                                                                       电流纹波检测法检测电流波动

   电机通常采用的一对电刷、绕组并联支路对数为1的直流电机电路结构，设电机换向器的换向片数为k，电流纹波频率为电机转速n的k倍，即纹波频率为f = k * n,电流纹波由绕组电流换向所造成，其形态由换向电流是否为直线、超前、滞后所决定。

  电流纹波中包含下述信息：转速信息、积分之后的位置信息、微分之后的加速度信息，电流平均值检测的作用与前述的夹力/电流判据相同。通过对这种形态的纹波进行计算机的数字化处理，可将之视为脉冲波，得到霍尔脉冲检测几乎相同的信息，再进行处理和使用。

  优点：只用到电机的一般特性，不需要增加传感器件，整体成本最低。

  缺点：该结构的技术难点在于电流纹波检测中的干扰毛刺的滤除，这些毛刺与电机电刷、换向器之间的接触和电腐蚀状况以及换向时前刷端和后刷端的放电状况有关，并随着电机运转时间的增长而产生变化，一般来讲，毛刺会变大，使对毛刺的滤除变得困难，而这将影响防夹车窗运行的可靠性。

                                                                 电流纹波检测法的系统框图

3、基于霍尔脉冲的加速度和速度算法

  电机装置如下图，在转轴上安装磁环，靠近该磁环的霍尔元件装在控制器PCB板上，电机转子转动1周，霍尔传感器产生一个周波的方波脉冲信号，利用MCU内部时钟模块的输入捕捉功能捕捉信号个数，从而确定车窗玻璃的位置。

   

                                                               电机系统

   要从所检测到的霍尔脉冲中得到位置、速度、加速度信息，从而确定车窗是否在防夹区间、根据速度和加速度的变化建立与夹力变化关系，以此作为判据进行测控。

    

                                                                   霍尔脉冲检测法的系统框图

优点：成本低、硬件电路简单、适用性高，可靠性高

缺点：

(1)动作距离受检测体磁场程度影响较大。

（2）检测体的接近方向会影响动作距离的大小。

（3）检测体的材料受限。当检测体固定时，只能用非磁性金属材料。

（4）可移植性差，对老旧型车窗防夹改造费时费力。

（5）总体设计成本相对偏高。

4、混合算法

   混合算法是上述检测法的2种或3种的结合，软件编译的冗杂使软件成本增加，但是系统的可靠性大大的增强，可以大幅度降低系统对复杂路况造成误判的可能性。