电动车窗防夹设计
汽车电动门窗天窗防夹和便利功能原理与检修
汽车电动门窗、天窗防夹和便利功能原理与检修及设定方式 (1)第一节汽车电动车窗的组成与类型 (1)一、电动车窗的组成 (2)二、电动车窗的类型 (2)第二节汽车电动车窗的工作原理 (4)一、电动车窗的大体操纵电路 (4)二、电动车窗的大体原理 (6)第三节汽车电动车窗故障的检修 (8)一、电动车窗故障检修思路 (8)二、电动车窗常见故障的检修 (8)第四节电动车窗的新功能 (9)一、电动车窗的新功能概述 (9)二、丰田车系防夹功能 (14)三、公共/奥迪电动车窗便利功能 (18)四、常见车型的自动车窗设定 (19)第五节典型故障案例分析 (20)一、桑塔纳2000GSi轿车中控门锁和电动玻璃起落器不工作 (20)二、华泰现代特拉卡越野车电动车窗不工作 (21)汽车电动门窗、天窗防夹和便利功能原理与检修及设定方式黄意强.新款汽车车身电器检修专辑.北京：机械工业出版社，2020吴文琳.汽车舒适系统和电动操纵装置维修精华. 北京：机械工业出版社，2020第一节汽车电动车窗的组成与类型所谓电动车窗，一样是指其玻璃起落器能自动升、降门窗玻璃，即便在行车进程中也能方便地开、关门窗。
因此电动车窗又叫自动车窗，过去仅装在高级轿车上，而在现代轿车上己被普遍采纳。
电动车窗系统是通过开关操作开闭车窗的系统，当电动车窗开关操作时，电动车窗电动机旋转，车窗开闭调剂器（图 4 一l ）把电动车窗电动机的旋转运动转换成上下运动打开或关闭车窗。
图 4 一 1 电动门窗一、电动车窗的组成汽车电动车窗要紧由起落操纵开关、电动机、起落机构和继电器等组成，它是利用开关操纵电动机的电流方向，实现车窗的升（关）降（开）。
车窗电动机都是双向的，分永磁式和双绕组串励式两类。
永磁式直流电动机是通过改变输入电枢绕组的电流方向使电动机以不同的方向旋转。
双绕组串励式直流电动机有两个绕向相反的磁场绕组，一个称为上升绕组，另一个称为下降绕组，通电后产生相反方向的磁场，即可改变电动机的旋转方向。
汽车车窗智能防夹系统设计
汽车车窗智能防夹系统设计一、引言随着汽车的普及和人们对行车安全的重视，汽车安全系统也得到了越来越多的关注。
车窗智能防夹系统作为汽车安全系统的重要组成部分，对防止车窗夹伤和防盗具有重要意义。
本文旨在设计一种车窗智能防夹系统，通过分析车窗智能防夹系统的工作原理、功能需求和系统组成，为汽车安全系统的设计和研发提供参考。
二、车窗智能防夹系统的工作原理车窗智能防夹系统是一种基于传感器和控制器的智能系统，通过对车窗上下行程的监测和控制，实现对车窗夹伤的防护。
其工作原理主要包括以下几个方面：1.传感器检测：车窗智能防夹系统通过安装在车窗上部和下部的传感器，实时监测车窗的上下行程。
传感器可以采用光电传感器、超声波传感器或者感应式开关传感器等，用来检测车窗的位置和遇阻反弹情况。
2.控制器处理：传感器检测到车窗上下行程时，会将信号传输给控制器进行处理。
控制器根据传感器反馈的信息，判断车窗是否遇阻，并控制车窗的上下运动。
3.防夹处理：当传感器检测到车窗在上升或下降过程中遇阻时，控制器会立即停止车窗的运动，并向外发出警报，以避免夹伤事故的发生。
4.自动上升：在车门关闭的过程中，车窗智能防夹系统会自动将车窗上升到指定位置，以防止车窗被外力夹住。
车窗智能防夹系统通过传感器的检测、控制器的处理和自动上升功能，有效地避免了车窗夹伤的发生，提高了乘车安全性。
车窗智能防夹系统作为汽车安全系统的重要组成部分，需要满足一系列功能需求，以保障车辆乘客的行车安全。
主要功能需求包括以下几个方面：1.车窗位置监测：需要能够实时监测车窗的上下行程，并准确判断车窗的位置。
2.遇阻自动反弹：当车窗在上升或下降过程中遇阻时，需要能够自动停止车窗的运动，并反弹至安全位置。
3.警报提示功能：在车窗遇阻时，需要能够发出警报提示，提醒车主及时处理问题。
4.手动操作功能：在必要时，需要能够切换到手动操作模式，以便车主在特殊情况下手动控制车窗的上下运动。
车窗智能防夹系统是由一系列传感器、控制器和执行机构组成的智能系统，其中每个组成部分都起着重要的作用。
(完整word版)车窗防夹算法的探究和实现
引言随着汽车的普及，汽车的安全性越来越受到人们的重视，毕竟这是关乎生命安全的大事。
而现在汽车多采用电动车窗，但是电动车窗仍存在着较大的安全隐患.到目前为止已经有多起乘客被上升的车窗夹伤的事故被报道，其中大部分受伤者是儿童,因此电动车窗防夹保护被提出。
所谓电动车窗防夹保护，就是一旦在车窗自动上升过程中侦测到有障碍物的存在，车窗就自动停止向上运动,防止损毁障碍物;并向下运动，以释放障碍物。
电动车窗防夹的基本思想可以概括为：在车窗自动上升过程中，传感器检测到障碍物的存在(包括已被夹或判断有障碍物存在上升途中).当检测到有障碍物存在时，驱动电机反转，使车窗下降一段距离，释放障碍物。
本文介绍的防夹保护算法主要是通过检测电机转速的变化来实现的。
电机周期的测量在防夹设计中，严格地说涉及到的参数应该是电机的转速.但是，在本课题中，更确切地说，检测到的不是转速，而是周期。
本课题采用Timer模块里的捕捉模式来检测两个脉冲下降沿之间的时间间隔从而得到周期值.周期越大，速度就越慢，反之，周期越小，速度就越快.因此，从功能上看，两个参数的效果是一致的。
为了节省微控制器的资源，就直接周期来代替速度进行防夹检测。
捕捉计算到脉冲周期与实际的脉冲周期之间的换算关系为：Timer设置的是16预分频，重装载值为0000H，因此它的溢出周期为43ms，分辨率为2.7ms.在周期检测中,霍尔传感器的输出脚与XC886的P3.4口相连。
P3.4复用为Timer21脉冲捕获模式的输入引脚.本课题中，当霍尔传感器输入为脉冲下降沿时，Timer产生中断，并在中断程序中计算周期.具体计算流程如下：其中，Pre_reload为前一次脉冲到达时寄存器中的值，用当前值减去前一次的值即为周期。
值得一提的是,period_count这个变量.当计时器溢出一次，period_count就加一。
从而避免因计时器溢出而导致周期计算错误。
实现的具体做法是：由于只需在车窗自动上升时进行防夹。
基于STM32的无传感器车窗防夹系统设计
位移信息
图 ２：软 件 设 计 图
蜗 轮传动 ，带动钢索线性运动 ，玻璃 夹持装置 带 动 玻璃 沿 导轨 定 向运 动 。 电动 机 采 用永 磁 有 刷 直流 电 机 。
通 过 检 测 电 机 运 行 过 程 中 产 生 的 周 期 性
产生的脉冲频率非常低 ，直流部 分迅速增 加， 我 们 利 用 这 个 特 点 来 判 断 是 否到 顶 ：而 在 车 窗 受 阻 时 ，脉 冲 频 率 也 会 降 低 ，但 是 达 不 到 到顶 时 的 低 频 率 ，直流 部分 增 加 与 受 力 几 乎 成正 比 ，
理 。
性能更优，成本更低的车窗防夹手系统 在不
【２】刘广敏 ，王知学 ，马建辉 ．无传感 器电动 车窗 防夹控制 模 块的研制 【Ｊ１．现代 电子 技 术 ，２ ００７（２ ３）：１９８—２ ００．
［３】王 华平 ．基 于低速 ＣＡＮ总线的 电动车车 门 控 制 系 统 的 制 ［Ｊ］．天 津 工 业 大 学 硕 士 论
日ｌ＿ ●Ｉ＿Ｉ１＿脉 冲计圈数 ｌ 墨 囵 举囡 ■圈
１ 电 动 车 窗 整 体 设 计 思 路
电 动 车 窗 主 要 由 永 磁 直 流 电 机 、 电 机 卷 扬 轮 、转 速 转 换 器 和 电动 车 窗 防 夹 控 制 器 组 成 。 机 构 的 工 作 过 程 为 控 制 器控 制 电机 正 反转 驱 动
电子技术 · Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
基于 ＳＴＭ３２的无传 感器车窗防夹系统设计
文／李 泽 宇 程 禹 杜 汶 泽
近 年 来，随 着我 国汽车 产销 量 的增 加 与 人 们 安 全 意 识 的 上 升 ， 对 于 汽车 车窗控 制 系统 中 防 夹手 功 能 的 需 求 日益 上 升 ， 而 无 传 感 车 窗 防夹 系统 以其较 低 的 成本 与 相 对 简单 的线 束分 布得 到 了越 来 越 多 的青 睐。 本文将 提 出一 种 无 传 感 车窗 防 夹 系统 的设 计 方 案。 通 过 ＳＴＭ３２单 片机 对 车 窗 电机 电 流 进行 采样 ，采用快 速 傅里 叶 变 换 （ＦＦＴ）的 方 法 来 判 断 车 窗 是 否
车窗防夹系统方案
车窗防夹系统方案清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在了我充满创意的工作台上。
在这个充满科技气息的清晨，我开始构思一个能够解决无数人困扰的方案——车窗防夹系统。
一、痛点分析想象一下，当你悠闲地驾驶着爱车，准备关上车窗享受一路风景时，突然传来一声惊叫——你的手被车窗夹住了！这种痛苦的经历，相信许多人都有过。
而传统的车窗防夹系统，要么反应迟钝，要么灵敏度过高，导致使用体验不佳。
因此，我们需要一个更加智能、高效的车窗防夹系统。
二、方案设计1.系统构成（1）传感器：安装在车窗边缘，用于实时监测车窗附近的障碍物。
（2）控制器：接收传感器信号，并控制车窗电机。
（3）车窗电机：驱动车窗上升或下降。
（4）显示屏：用于显示车窗状态和警告信息。
2.工作原理当车窗开始上升时，传感器实时监测车窗附近的障碍物。
一旦检测到障碍物，传感器立即将信号发送给控制器。
控制器根据信号判断障碍物的大小和位置，然后控制车窗电机减速或停止，从而避免夹伤乘客。
3.技术创新（1）智能识别：采用先进的图像识别技术，能够准确识别车窗附近的障碍物，提高防夹效果。
（2）自适应调节：根据障碍物的大小和位置，自动调整车窗电机的运行速度，实现柔和关窗。
（3）实时反馈：在车窗运行过程中，实时显示车窗状态和警告信息，让乘客安心。
三、实施步骤1.市场调研：了解市场需求，收集用户反馈，为方案设计提供依据。
2.技术研发：针对方案设计，进行技术研发，包括传感器、控制器和车窗电机的选型及软件开发。
3.原型制作：根据研发成果，制作车窗防夹系统的原型机。
4.测试验证：对原型机进行测试，验证系统的可靠性、稳定性和安全性。
5.批量生产：在测试验证通过后，进行批量生产，将产品推向市场。
四、预期效果1.提高乘客安全：有效避免乘客在关窗过程中被车窗夹伤。
2.提升驾驶体验：智能识别和自适应调节功能，让关窗过程更加轻松、舒适。
3.减少维修成本：采用先进的技术和材料，降低系统故障率，减少维修成本。
电动车窗防夹设计
电动车窗防夹设计电动车窗防夹设计电动车窗防夹系统概述电动车窗防夹系统是未来轿车的必备功能之一，在车窗上升过程中，车窗机构可以检测到运动方向上的障碍物或夹紧力，一旦有异常现象，就会迅速停止电机或改变电机的运动方向。
目前大部分车型已经具备这种安全特性。
汽车批量生产中采用的防夹方案有通过测量电机电流和采用霍尔传感器两种方式。
目前市场上销售的许多中低端车型都采用测量电机电流的方式，这种方式的特点是成本较低，技术成熟，但是未来的发展趋势却是采用霍尔传感器。
其原因在于：如果只采用检测电流的方式实现防夹功能，不能给车窗准确定位，例如不能准确区别玻璃是遇到障碍物还是到达顶端，因为这两种情况下电流都会增大，不便于判断防夹区的上下沿，也不利于精确判断防夹力和在使用中进行自学习。
本文介绍的电动车窗防夹系统采用霍尔传感器进行控制，可以检测电机的转速变化和车窗的行程。
与检测电机电流的方式相比，这种方式不仅可以实现相同的功能，而且更加直观，数学模型的构建更方便，算法也比较简单，同时还能实现自学习等功能。
电动车窗防夹系统设计的要求电动车窗防夹控制设计的基本要求有：第一次运行时可以自学习车窗的长度；数据保存在非易失性存储器中；厂家可以使用配置模式；用户可用一键上升/下降两种模式；自动关闭车窗（熄火信号）；门自锁控制（防止小孩频繁操作）；LIN/CAN接口（可选）。
前门的防夹力符合欧盟规定，每点的防夹力在60～100N之间。
具体的要求有：当电机上升过程触发防夹时，停止电机，当检测到防夹时，车窗向下运行一定的时间（由厂家具体制定）。
在整个车窗运动区域，只在特定的区域有防夹功能，并不是整个区域都防夹。
电机速度可控制，在车窗的中间部位，电机全速运行；当车窗到达最顶端或最底端时，电机减速防止玻璃破碎和产生撞击声。
进一步的要求有：控制板的待机静态电流为1～5mA，根据符合的欧盟标准不同而定。
另外系统的设计还需要带电池反极性保护及支持高达25V的电池电压，电压尖峰保护超过100V。
基于纹波防夹技术自动升降车窗系统设计
机电技术
５ ０ ｍ ｓ ＜ ＜３ ０ ０ ｍ ｓ ， 相 应 的 车 窗 玻 璃 执 行 自动 下 降 动作 ， 车 窗玻璃 自动下 降到底 部 位置 。
２ ． ２ 防夹 功 能
功能 ， 需要 满足 以下 所有 条件 ：
１ ） Ａ Ｐ Ｍ接 收到 遥控 降窗 信号 ；
２ ） 档位为Ｏ Ｆ Ｆ 档；
当车 窗 玻 璃 在 自动上 升 模 式 下 ， 在 防夹 功 能
３ ） 车 窗玻璃 不 处于 底部 位置 。 策 略说 明 如下 ： １ ） 触 发遥 控 降 窗 功 能后 ， 车 窗 玻璃 下 降到 底 部位 置 ， 车窗 完全 打开 ， 车 窗下 降动作 停止 ； ２ ） 车 窗玻 璃 处 于 遥 控 降 窗过 程 中 ， 遥 控 降 窗 信号 丢失 ， Ａ Ｐ Ｍ会 控制 车窗 玻璃停 止 下降 ；
第１ 期
机 电技术
８ ９
基于纹波 防夹技术 自动升降车窗 系统设计
林桂 斌
（ 东南 （ 福建 ） 汽车工业有 限公 司 ， 福建 福 州 ３ ５ ０ １ １ ９ ） 摘 要 ： 顺应 自动升降功能车窗不断扩大 的市场需求 ， 介绍一种 基于纹 波防夹技 术的 自动升降车窗系统设计 ， 该技术
和一键 升 降等功 能 １ 。
操作方便性的前提下 ， 设计ｍ一种具有 防夹功能
的电 动车 窗成 为一 种必 然 ， 具有 重要 的意 义 。 实 现 车 窗 防 夹 主 要 有 两种 技 术方 案 ， 一 是霍
２ 功 能 描 述
２ ． １ 车窗玻璃升降 （ 手动升 降玻璃 、 自动升 降玻璃 ）
未来 防夹技 术 主流 。 本 文 介 绍 一 种 基 于 纹 波技 术 ， 能 够 同时 实 现
什么是车窗防夹功能
什么是车窗防夹功能
汽车的玻璃升降以前都是手动，而现在的大部分都是电动升降，因电动车窗开始没有设置有车窗防夹手的功能时，经常会有小孩或者大人在其他原因导致手被夹伤。
当汽车上有这个防夹功能后效果很好，一般不会被玻璃夹到手了，那这个防夹功能是什么原理工作的，是怎么激活触发防夹的？
防夹功能是通过“触觉”和“视觉”来实现的，而“触觉”就是当汽车的电动车窗机构感应到有异物时，就会停止上升车窗玻璃后自动下降车窗玻璃。
是通过电动车窗的电流感应器激活触发的，在车窗夹到手后电动马达就会转速慢，霍尔传感器就会向ECU发送信息，ECU向继电器发出指令，电流方向电机反转，车窗玻璃就会下降。
而“视觉”是根据光学控制系统监测，系统会检测车窗移动的范围内来判断有没有异物，如果有异物停止上升，没有异物就控制汽车车窗上升，不需要像“触觉”那样需要车窗玻璃把手夹一下才会触发。
一般汽车装有类似车窗玻璃的防夹功能，是不需要自己去设置的，因为本身系统就已经设置好了，如果不知道自己的汽车有没有防夹功能，可以拿一个矿泉水瓶放在车窗玻璃上，把玻璃升上来看看车窗系统有没有触发防夹功能。
（声明：图文均转载自网络，若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与小万联系，我们将及时更正、删除，谢谢。
）。
电动防夹车窗控制系统软硬件设计
电动防夹车窗控制系统软硬件设计文/联创汽车电子有限公司研发总监罗来军博士联创汽车电子有限公司软件经理黄东亚何为电动防夹车窗?电动防夹车窗的基本原理是加装一组电流感应器，用来监测电机转速，在电动窗升起过程中，一旦电机转速减缓，感应器会认为有异物夹住，这时，电流反向使电动窗下降。
目前，实现防夹功能的技术方法主要有压力传感和红外检测两种。
红外检测方法是利用红外光检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制玻璃移动，这种方法可防止异物直接接触到玻璃。
压力传感方式则是利用霍尔器件来监测车窗的运动：当运动中的车窗受到横向或正向压力时，它会给电动马达带来更大的负载，并增加电动马达中的电流，当该电流增加到一定程度时，该方案的算法就认为电动车窗的玻璃在上升过程中遇到了真实的阻力，于是发出指令要求电动机停转或反转，从而有效和可靠地实现了防夹功能。
电动防夹车窗系统的功能及性能指标车窗控制系统框图如图1所示。
车窗控制系统与车身控制系统一样，大致分为两类：一类为集中式，集成在车身控制系统中；一类为分布式，分离于各个车窗之中。
目前联创汽车电子有限公司(以下简称联创汽车电子)在两类产品上都投入了研究并在国内部分车型中实现量产。
车窗控制系统一般包含以下功能：1．车窗升／降2．自动升／降：大部分自动升窗功能都伴随防夹要求3．后车窗屏蔽4．延迟供电：点火开关不处于开启状态时，能够在短时间内继续提供电能，以此来控制车窗5．钥匙控制车窗：通过车门上的钥匙旋钮进行车窗的开启和关闭6．RKE控制车窗：一旦设定此功能有效，在RKE发出锁车指令后，车窗控制器会自动将所有未关闭车窗关闭。
此功能也常伴随防夹功能7．防夹功能车窗控制系统一般性能指标：1．工作电压：9～16VDC2．静态电流：≤300uA3．最大驱动能力：40A4．温度范围：-40℃～+85℃5．防夹范围：车窗玻璃的整个行程6．防夹力大小：≤100N(可调节)7．防夹返回响应时间：≤0.1s8．堵转断电响应时间：≤0.1s电动防夹车窗系统的硬件设计在控制器的硬件选型方面，联创汽车电子本着最基本的三条原则：满足功能需求。
汽车电动车窗霍尔防夹与纹波防夹
05
未来展望
电动车窗技术的发展趋势
智能化
节能环保
随着人工智能和物联网技术的不断发 展，未来电动车窗将更加智能化，能 够实现远程控制、语音控制、自动升 降等功能，提升驾驶体验。
随着环保意识的提高，电动车窗将更 加注重节能环保，如采用更高效的车 窗密封材料和驱动方式，降低能耗和 排放。
安全性增强
随着安全意识的提高，电动车窗的安 全性能也将得到进一步增强，如采用 更可靠的防夹技术、增加车窗破碎等 安全措施，保障乘客安全。
霍尔防夹技术的原理
霍尔防夹技术利用霍尔效应原理，通过检测磁场变化来感知车窗玻璃的移动。当车窗玻璃上升时，电机线圈产生磁场，霍尔 元件检测到磁场变化，将信号传递给控制器。控制器根据接收到的信号判断车窗是否遇到阻力，从而控制电机反转以松开车 窗。
霍尔防夹技术通过精确控制电机反转的时机和角度，确保车窗在遇到阻力时能够迅速停止并松开，从而避免夹伤乘客或物品 。
汽车电动车窗霍尔防夹与纹波防夹
目录 Contents
• 汽车电动车窗概述 • 霍尔防夹技术 • 纹波防夹技术 • 霍尔防夹与纹波防夹的比车窗的定义与功能
定义
汽车电动车窗是指通过电力驱动 实现车窗的升降功能，是现代汽 车的重要组成部件之一。
功能
汽车电动车窗具有升降车窗、防 夹功能、遥控开关等功能，极大 提升了驾驶的便利性和舒适性。
对电机性能要求高
由于需要控制电机的电流，因此对电 机的性能要求较高。
控制精度较低
由于控制方式较为简单，因此控制精 度较低。
04
霍尔防夹与纹波防夹的比较
技术性能比较
霍尔防夹
利用霍尔效应原理，通过检测磁场变化来感知车窗位置，具有高精度和可靠性 。
汽车电动车窗防夹技术方案研究综述_王锋
The overview on antipinch technology for automobile electric window
Wang Feng， Fan Xiaobin （ School of Mechanical and Power Engineering ， Henan Polytechnic University ， Jiaozuo 454000 ， Henan， China）
图1
车窗防夹区域
防夹力是指电动车窗在防夹过程中， 车窗允许对 ［6 ］ 2009 被夹物 体 施 加 的 最 大 压 力 。 根 据 GB 11552-
*
12 ） 河南省自然科学研究项目（ 2011B580001 ） ； 河南省重点攻关项目（ 122102210045 ） ； 河南理工大学博士基金项目（ B2010-
［8 ， 1214 ］
。
根据车窗电动机受阻时电流的变化， 常采用如下 3 种车窗防夹方案： 幅值法、 斜率法和面积积分法。 1 ） 幅值法。 由图 6 、 图 7 所示可知 ， 在正常条 件 下， 除启动和堵转时外 ， 电动机电流幅值的变化都较 B、 C 处的电流值 。 当遇到障 小， 且都小于图 7 中 A、 碍物时 ， 电 流 幅 值 比 正 常 状 态 下 大 很 多。 若 取 点 B 电流值作为防夹阈值 I B ， 将车窗上升过程 中 的 电 动 机电流值 I s 和 I B 比较 ， 即视为电动 当 Is － IB ＞ 0 时， 。 机“遇堵 ” 该方法算法简单， 易于实现。 存在的问题是： 由 于电动机电流的不稳定性和采样误差， 实现防夹的误
［8 ， 12 ］
图7
车窗受阻时的电动机电流波形
可以看 比较上述两种状态下的电动机电流特性， 出： 车窗正常上升阶段的电动机电流基本维持不变； 在启动和堵转时， 电动机电流出现较大峰值， 启动电 流小于堵转电流， 启动时间远远小于堵转时间； 遇到 B、 C 处） ， 障碍物 时 （ 见 图 7 中 A、 电动机电流将 增大
汽车电动车窗霍尔防夹与纹波防夹培训课件
二、霍尔防夹
8
❖ 霍尔脉冲产生电路：
霍尔电源电压Vcc=5V±0.5V，输出2相脉冲信号，占空比50%±10%； 低电平UL≤0.1Vcc，高电平UH≥0.9Vcc；信号口电流5--30mA。
每个脉冲信号周期（T）门窗移动1.07mm
二、霍尔防夹
9
双霍尔元件在电机转动上升时产生的波形：
二、霍尔防夹
1、软件进行脉冲补偿 2、通过上堵转进行零位校准 3、下堵转进行行程校准。
碳刷长时间摩损，造成采样信 号异常
造成电机脉冲与实际窗的行程 ，位置产生误差，可成造成防 夹失效。
1、扭矩小、电流小、不易采 集纹波信号 2、换向器不均匀，造成采集 信号不均匀造成脉冲误差 3、漆包线质量不稳定，换向 片间的电流不一致，造成采样 误差。
一、电动车窗夹
6
电动车窗防夹的设计要点 ：
1、判定当前车窗玻璃是在升还是在降； 2、确定车窗玻璃的当前位置； 3、确定车窗电机的当前负载； 4、异常情况发生时的快速实时响应； 5、防夹算法的鲁棒性（稳定性）和自适应性； 6、驾驶员对车窗系统的优先控制权。
二、霍尔防夹
7
❖ 车窗霍尔防夹简介：
车窗控制电机旋转会带动车窗的上下移动。在车窗移动过程中，电
采用检测电机工作电流值，结合由电流纹波转化而成的方波信号作为防夹检测手 段。需要实际测量车窗升窗过程中的一些基本参数，作为防夹判断依据。因此， 防夹系统通电后有两种工作状态：参数设计与学习状态、电机工作状态检测与控 制的正常应用状态。
要使系统处于参数设定与学习状态时，利用按键系统测量正常升窗过程，外加阻 力在升窗过程两种工作状态的工作电流、电流纹波周期，以及正常升窗时电机堵 转前几个电流纹波周期和和对应的电流值，并保存在MCU内作为参考值，这样 就可以根据外部使用条件变化，方便随时进行防夹参数调整设置，如车门变形、 胶条老化变紧、不同季节温差变化等情况。
电动车窗防夹系统电流纹波算法研究
83电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 前言电动车窗功能使驾驶员和乘客的操作变得方便，但是车窗的上升速度较快，在上升过程中推力较大，这在一定程度上存在安全隐患容易造成乘客受伤。
研究表明[1]，车窗在向上移动过程中，其向上推动的防夹力可高达350N 。
这意味着若出现夹持事件，只有约8mm 厚的薄玻璃将高达35kg 的重量压到人或者动物的肢体上，这将对被夹持的人或动物造成极大的伤害，造成窒息性伤害只需要98N 的防夹力。
因此没有防夹保护的车窗，当向上移动时将会非常危险。
为了避免意外的发生，在国际上特别是欧美发达国家，已经制定了相应的法律法规，如欧洲的74/60/EEC ，美国的FMVSS118。
对于车窗防夹系统的性能要求做出了明确规定，车窗防夹已成为强制性的汽车标准配置，为车辆的安全性、可靠性等人性化要求保驾护航。
我国在2009年也颁布了国家标准GB11552-2009规范，对车窗防夹系统的作了强制且详细的技术要求。
电动车窗防夹方案虽然各式各样，本质上都是分析电机反馈的转速或者电流信号为车窗状态信息的来源，以此来确定车窗的位置和受力来实现防夹。
现有的防夹方法大概可以分为，以霍尔传感器为研究对象的方法，和研究电机电流的方法。
接下来重点讨论本文的电流纹波算法。
2 纹波防夹算法介绍电机与蜗轮蜗杆减速器相连，通过减速器将高转速转换为低转速和高转矩。
这种转矩通过卷扬轮转化为钢索的牵引力，然后使车窗作上下的直线运动。
同理，该作用力也反向作用于电机。
当车窗遇到障碍物时，将在钢索中产生反作用力。
这种力将通过卷扬轮转化为转矩。
这个转矩会给升降电机带来额外的负载，从而导致电机转速降低。
那么测量电机转矩会得到与测量车窗的运行的力相同的结果。
当然，这个计算过程需要乘以常数，该常数来自机械常数值和传动系数。
基于AutoChips AC781x MCU的车窗纹波防夹系统设计
0中国集成电路China Integrated Circuit系统设计♦基于Aut o ChipsAC781xMCU的车窗纹波防夹系统设计涂超平，刘幸辉杰发科技摘要:自动升窗逐渐成为市场青睐的亮点功能,车窗玻璃防夹在乘用车的普及率也在不断提高。
整车厂需要一种高性价比、高可靠性的防夹方案。
杰发科技A utoC hipS）基于旗下汽车级微控制器A C781x可提供基于电机纹波电流防夹的解决方案。
关键字:杰发科技AutoChipS）；汽车级微控制器；纹波防夹The design of anti-pinch system based on AutoChips AC781x MCUTU Chao-ping,LIU Xing-huiAu1oCh:psAbstract:A utom atic w indow lifting has gradually becom e the highlightiunction favored by the m arket,and the pop-ularily ofw indow glass antipinch in passenger cars is also increasing.V ehic]e m anui^cturers need a high costperfor-m ance,high reliability antipinch schem e.AutoCh血s can provide a solution based on m otorr^p]e currentaniip:i nch based on autom otive m icroconitrollerac781x.Keywords:AutoChips;AEC-Q100MCU;Anti-pinch电动车窗防夹功能作为重要的汽车安全配置,已被越来越多的客户所重视。
欧洲的2000/4/CE标准、美国的FMVSS118标准均要求乘用车必须具备四门玻璃防夹功能。
电动窗防夹方案
电动窗防夹方案
防夹区域
遇到障碍物，电动窗反转； 开始关闭的限值为200mm 电机反转停止位置要比其位置低50mm为250mm
如图所示
电动窗防夹方案
测试方法
直径4mm 的测试棒，要求在任何位置，实际测量的夹 力 < 最大的夹力 (100N) 两种规范的不同 ECC 要求测试时棒体和窗户运动方向垂直 FMVSS 没有要求具体角度
电动sor
电动窗防夹方案
防夹电动窗方案
freescale方案（带LIN） 主窗采用9S12VR64 副窗采用9S08SC4 9S12VR64是专门用于电动窗防夹方案中 芯片集成了大部分外围电路 使得外围电路简单，提供现成的参考，开发入门比较 容易 NEC方案（带LIN） 主窗采用78F1804 要是采用带78F0884芯片 供 应商提供设计源代码，大众怕沙特方案 带CAN Microchip方案（带LIN） 主窗采用PIC16F883 副窗采用PIC16F690
电动窗防夹方案
电动窗防夹反应速度
规范要求最大夹力为100N 对于低弹性系数的物体10N/mm，反应距离为10mm 对于高弹性系数的物体65N/mm，反应距离仅为1.5mm 而对于标准的电动窗，齿轮的间距为2mm 改善方法 提高反应的灵敏度，但可能增加误动作 改变变速比 － 减小齿轮间距 增加缓冲器 － 在机械上增加 弹簧以吸收夹力，增加反应距离
电动窗防夹方案
测试电压
电机的工作电压没有具体规定(由相应产品技术规范规 定) 电池的电压范围在13.5 到14.5 伏之间 电动窗的工作电压为（9-16V之间能工作） 注意： 高工作电压导致电机速度加快，产生的夹力将更大
电动窗防夹方案
防夹检测基本方法
直接检测 非接触式直接检测 – 红外，光学 密封条植入传感器 间接检测 检测电机电流 通过取样电阻检测电流。反应速度快但对直流有刷电 机的纹波较敏感 检测电机转速 用霍尔传感器检测电机转速或者相位。 成本低，信噪 比高但反应速度较慢
汽车车窗智能防夹系统设计
汽车车窗智能防夹系统设计一、引言车窗智能防夹系统是一种应用于汽车车窗系统的安全防护装置，旨在防止车窗在关闭过程中夹住乘客或物体，从而避免发生意外伤害。
随着汽车科技的不断进步，车窗智能防夹系统已经逐渐成为汽车安全配置的标配之一。
本文将对车窗智能防夹系统的设计原理、技术特点以及未来发展进行探讨。
二、车窗智能防夹系统的设计原理1. 感知装置车窗智能防夹系统通常采用红外线、超声波或压力感应器等技术来感知车窗附近的障碍物，如果有人体或物体靠近车窗，则系统会立即发出警报或停止窗户的关闭动作，以避免夹伤事故的发生。
2. 控制装置车窗智能防夹系统的控制装置负责对感知装置采集的信息进行处理和分析，一旦检测到危险情况，控制装置会立即发出指令，停止车窗的关闭动作，并且通知驾驶员或乘客进行处理。
3. 传动装置传动装置负责车窗的开启和关闭动作，它会受到控制装置的指令，通过电机或液压系统等方式来实现车窗的开合运动。
4. 警示装置车窗智能防夹系统还会配备一定的警示装置，如蜂鸣器或警示灯，用来提醒驾驶员或乘客发生危险情况。
三、车窗智能防夹系统的技术特点1. 自动识别车窗智能防夹系统具有自动识别功能，能够准确感知车窗附近的障碍物，并做出相应的反应，避免发生夹伤事故。
2. 高灵敏度车窗智能防夹系统的感知装置具有高灵敏度，能够对不同类型的障碍物做出及时准确的判断，确保防夹系统的正常运行。
3. 多重防护车窗智能防夹系统通常采用多重防护措施，包括声音警示、窗户自动打开、窗户自动停止等，以确保乘客和物体的安全。
4. 人性化设计车窗智能防夹系统的设计考虑到了用户的使用习惯和安全需求，保证系统的操作简便、可靠。
四、车窗智能防夹系统的未来发展1. 更智能化随着人工智能技术的不断发展，未来的车窗智能防夹系统将更加智能化，能够根据乘客的特征和行为习惯做出更加精准的判断和反应。
2. 多功能化未来的车窗智能防夹系统可能会融合更多的功能，如与车身安全系统联动，实现更全面的安全防护。
汽车电动门窗、天窗防夹和便捷功能原理与检修
汽车电动门窗、天窗防夹和便捷功能原理与检修及设定方法 (1)第一节汽车电动车窗的组成与类型 (1)一、电动车窗的组成 (2)二、电动车窗的类型 (2)第二节汽车电动车窗的工作原理 (5)一、电动车窗的基本控制电路 (5)二、电动车窗的基本原理 (6)第三节汽车电动车窗故障的检修 (8)一、电动车窗故障检修思路 (8)二、电动车窗常见故障的检修 (9)第四节电动车窗的新功能 (10)一、电动车窗的新功能概述 (10)二、丰田车系防夹功能 (15)三、大众/奥迪电动车窗便捷功能 (19)四、常见车型的自动车窗设定 (20)第五节典型故障案例分析 (21)一、桑塔纳2000GSi轿车中控门锁和电动玻璃升降器不工作 (21)二、华泰现代特拉卡越野车电动车窗不工作 (23)汽车电动门窗、天窗防夹和便捷功能原理与检修及设定方法黄意强.新款汽车车身电器检修专辑.北京：机械工业出版社，2009吴文琳.汽车舒适系统和电动控制装置维修精华. 北京：机械工业出版社，2009第一节汽车电动车窗的组成与类型所谓电动车窗，一般是指其玻璃升降器能自动升、降门窗玻璃，即使在行车过程中也能方便地开、关门窗。
所以电动车窗又叫自动车窗，过去仅装在高级轿车上，而在现代轿车上己被普遍采用。
电动车窗系统是通过开关操作开闭车窗的系统，当电动车窗开关操作时，电动车窗电动机旋转，车窗开闭调节器（图 4 一l ）把电动车窗电动机的旋转运动转换成上下运动打开或关闭车窗。
一、电动车窗的组成汽车电动车窗主要由升降控制开关、电动机、升降机构和继电器等组成，它是利用开关控制电动机的电流方向，实现车窗的升（关）降（开）。
车窗电动机都是双向的，分永磁式和双绕组串励式两类。
永磁式直流电动机是通过改变输入电枢绕组的电流方向使电动机以不同的方向旋转。
双绕组串励式直流电动机有两个绕向相反的磁场绕组，一个称为上升绕组，另一个称为下降绕组，通电后产生相反方向的磁场，即可改变电动机的旋转方向。
防夹功能简介
一、车窗防夹系统简介：
一、车窗防夹系统简介：
5、防夹工作说明： 当升降系统在防夹区域上升过程中，遇到大于100N 外力时，ECU控制电机立即反转。反转距离依据不 同车型设定，一般约125mm。 6、ECU特定功能： 随着升降系统使用年限增加，升降运行阻力比最初 设定值增加，因此我们设定升降系统ECU在后续运 行过程中，会自动校准上下极限位置以及运行速度 （称为自学习功能）；
4、防夹马达电特性：
①马达部分： 额定电压：DC12V 空载电流：＜2.5A 负载电流：≤7.5A 堵转电流：≤25A 负载转速：65±15rpm 额定力矩：2.94N.m ②脉冲部分： 使用电压：DC4.5~12V 输出电压：DC0.4~12V 输出电流：6.0mA max 相位及输出模式：单相180°，开路集极输出
Vcc(12V)
OUT1
H1
OUT1
OUT2
N
H2
OUT2
S
马达转速正常时为连续恒定波幅
GND
OUT1 OUT2
防夹原理：利用脉冲波形波幅变化判断升降 系统是否遇到阻碍物，并将此信号传送至 ECU控制马达反转；同时利用脉冲波形计 算反转时的下降行程。
马达转速变化时脉冲波形波幅增加
二、防夹电机简介：
关于车门玻璃升降器
防夹功能简介
汽车电动玻璃升降器的工作方式类型
1、四门点动升降 2、驾驶员侧一键下降，点动上升，其余三 门点动升降。 3、驾驶员侧一键升降（带防夹功能），其 他三门点动升降。 4、四门一键升降（带防夹功能）。
一、车窗防夹系统简介：
1、车窗升降系统由直流电机、玻璃升降器支架、车窗滑 道、呢槽、玻璃、水切等构成； 2、车窗防夹控制系统由ECU、防夹电机、开关、线束等 构成； 3、防夹功能描述： A、防夹功能启动：当玻璃升降器安装在车门上， 初次运行需进行初始化（将升降器从下止点 运行到上止点），升降系统即具备防夹功能。 4、防夹区间： 离呢槽上端4MM处，往下大于200MM区间为防夹区间 如下图所示：
汽车电动车窗霍尔防夹与纹波防夹培训课件
❖ 车窗防夹功能的实现，本质上是对车窗电机扭矩变化的辩识，当车窗 碰到障碍物时，为了克服阻力，车窗输出转矩会随之增大，所以流过 的电流也会随之增大，因而可以将车窗电机电流作为防夹的判断依据 对其进行采样。
❖ 但在防夹应用中，位置检测非常重要，一方面通过检测车窗位置判断 车窗是否处于防夹区域之内，防夹功能是否需要被激活；同时另一方 面玻璃在上升过程中不同位置的电流可以作为判断参考值，对于判断 防夹精度有着重要的意义。
二、霍尔防夹
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❖ 霍尔防夹的主要设计原理：
正常使用状态下，操作车窗玻璃上升时，同时检测电机电流值和霍尔脉 冲周期，在电流达到防夹阀值时，若霍尔脉冲周期变化很快，且霍尔脉 冲周期急剧增大且大于50毫秒，即可判断正常到顶，可快速使电机断电。 在防夹区域时，当脉冲周期变化相对缓慢，电机运行速度减慢，电流在 增大，霍尔脉冲脉宽不断增大，脉宽加速度不断增大时基本为遇阻夹住 东西，这时MCU需要控制电机启动防夹反转，可用脉冲个数记录车窗下 降距离，最小距离大于100毫米(小孩的头可以移开) 。
一、电动车窗防夹
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防夹设计参照标准：
1、欧洲74/60/EEC。 2、美国FMVSSll8。 3、国标GB 11552-2009
一、电动车窗防夹
5
❖ 防夹区间标准：
4mm
210mm
上左图中，e = 上密封条宽度，Lh = 4mm无防夹区
无防夹功能 防夹区间
从上密封条下沿4mm-210m区间，如上右图所示
采用检测电机工作电流值，结合由电流纹波转化而成的方波信号作为防夹检测手 段。需要实际测量车窗升窗过程中的一些基本参数，作为防夹判断依据。因此， 防夹系统通电后有两种工作状态：参数设计与学习状态、电机工作状态检测与控 制的正常应用状态。
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电动车窗防夹设计
电动车窗防夹系统概述
电动车窗防夹系统是未来轿车的必备功能之一，在车窗上升过程中，车窗机构可以检测到运动方向上的障碍物或夹紧力，一旦有异常现象，就会迅速停止电机或改变电机的运动方向。
目前大部分车型已经具备这种安全特性。
汽车批量生产中采用的防夹方案有通过测量电机电流和采用霍尔传感器两种方式。
目前市场上销售的许多中低端车型都采用测量电机电流的方式，这种方式的特点是成本较低，技术成熟，但是未来的发展趋势却是采用霍尔传感器。
其原因在于：如果只采用检测电流的方式实现防夹功能，不能给车窗准确定位，例如不能准确区别玻璃是遇到障碍物还是到达顶端，因为这两种情况下电流都会增大，不便于判断防夹区的上下沿，也不利于精确判断防夹力和在使用中进行自学习。
本文介绍的电动车窗防夹系统采用霍尔传感器进行控制，可以检测电机的转速变化和车窗的行程。
与检测电机电流的方式相比，这种方式不仅可以实现相同的功能，而且更加直观，数学模型的构建更方便，算法也比较简单，同时还能实现自学习等功能。
电动车窗防夹系统设计的要求
电动车窗防夹控制设计的基本要求有：第一次运行时可以自学习车窗的长度；数据保存在非易失性存储器中；厂家可以使用配置模式；用户可用一键上升/下降两种模式；自动关闭车窗（熄火信号）；门自锁控制（防止小孩频繁操作）；LIN/CAN接口（可选）。
前门的防夹力符合欧盟规定，每点的防夹力在60～100N之间。
具体的要求有：当电机上升过程触发防夹时，停止电机，当检测到防夹时，车窗向下运行一定的时间（由厂家具体制定）。
在整个车窗运动区域，只在特定的区域有防夹功能，并不是整个区域都防夹。
电机速度可控制，在车窗的中间部位，电机全速运行；当车窗到达最顶端或最底端时，电机减速防止玻璃破碎和产生撞击声。
进一步的要求有：控制板的待机静态电流为1～5mA，根据符合的欧盟标准不同而定。
另外系统的设计还需要带电池反极性保护及支持高达25V的电池电压，电压尖峰保护超过100V。
高级功能要求：自学习功能。
设备投入使用后，由于环境变化，系统需要自学习新的车窗玻璃运动阻力。
车窗玻璃的运动阻力取决于车窗玻璃运动的摩擦力（污垢、雨雪、长期使用等因素均可对其造成影响）。
系统定期校正车窗玻璃的位置，与EEPROM里存储的数据进行分析比较，从而采取相应的动作以维持同样的防夹力效果。
电动车窗防夹系统设计举例
图1所示为电动车窗防夹系统结构框图。
图1 电动车窗防夹系统框图
电动车窗防夹系统要实现以下的功能：
□ 持续检测上升/下降按键，根据检测到的按键，控制电机的方向和速度；
□ 当车窗上升时，监测和计算霍尔传感器的脉冲数，当霍尔信号的脉冲数消失时，迅速停止电机的上升运动；
□ 每次全部的脉冲数和所需要的时间记录/存储在内部Flash或EEPROM中，作为车窗上下运动时的参照；
□ 厂家可以使用配置模式设定车窗上下运动的初始限制范围；
□ 用户可以在特殊状况下屏蔽防夹功能，如恶劣天气和紧急遇险；
□ 系统故障诊断，故障代码可通过CAN/LIN网络输出。
电动车窗防夹系统的硬件设计比较简单，主要工作集中在软件的设计上，最重要的步骤是利用专用的防夹力测试设备来构造数学模型，选择适当的算法，同时根据电机厂家提供的具体参数资料，制定自学习功能的优化策略。
图2所示为电动车窗防夹系统电路板。
图2 电动车窗防夹系统电路板c
电动车窗防夹系统要考虑重力、摩擦力以及各种类型的干扰后，才能实现可靠的防夹功能，如机械老化、胶条老化和气候的变化等。
因此，设计人员需要通过对实际的车窗产品反复试验，得出在不同温度和状态下的各种数据，逐步调试，才能准确实现防夹力的一致，以达到最终的安全要求。
电动车窗防夹设计的难点
如果有汽车生产厂的支持和完善的设备，完成电动车窗防夹系统的功能设计并不难，但是在严格的成本控制下，若实现低成本、高功能的电动车窗防夹系统的量产则非常困难，因为许多国外的合资企业早已拥有成熟的技术和方案、大规模生产的成本优势以及多年的应用反馈积累。
在实际设计中，防夹力、电机行程以及玻璃的位置甚至电机的堵转及过温都可以只通过监测和计算霍尔传感器的脉冲数，并建立适当的数学模型来得到。
因此，拥有一套专业的防夹力测试设备必不可少，同时，电机厂家在电机内部性能参数上的支持也十分重要。
在电动车窗防夹系统中，耐低温要求是一个难点，如应能承受-40℃的低温试验。
这对于低成本的电动车窗防夹方案是一个挑战，因为这需要做更多的试验，软件调整作温度补偿，以符合基本性能要求。
电路的设计简单，意味着算法更加复杂。
其关键是在不增加成本的前提下，保证各种状态下防夹力的一致。
防夹力一致等同于系统的敏感度稳定。
耐振动性能也是一个难点，在颠簸和崎岖的路段，同样是脉冲数的变化，却需要区分不同的情况，这需要多年路试应用经验的积累。