| 基于CAN总线的汽车电动车窗设计-汽车电子电控实验教学系统 |
| 成都盘沣科技有限公司 2015-09-24 08:38:29 作者:cenxueqi 来源: 文字大小:[大][中][小] |
现在各中高档轿车都安装有电动车窗，按钮控制车窗玻璃的升降。如果车窗无智能，司机在没有注意到乘客的手或物体伸出窗口的情况下按下按钮，乘客容易被车窗夹伤。为了安全，很多乘车都采用电动防夹车窗。在充分研究有关CAN总线在汽车电子系统中的应用和电动车窗防夹方案的基础上，提出一种基于CAN总线的轿车车窗智能控制系统的设计方案，实现车窗在正常工作模式下防夹控制功能和紧急情况下（异常工作模式）快速升降车窗控制功能。
目前，以微控制器为代表的汽车电子在整车电子系统中应用广泛，汽车控制正由机电控制系统转向以分布式网络为基础的智能化系统。CAN总线是一种支持分布式和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域广泛应用。作为目前最具应用潜力的现场总线之一，CAN总线技术为我国汽车产业升级、降低成本，扩大市场占用率提供支持。
电动车窗系统每个车门都有一个车窗玻璃升降机构，与传统的手摇机构相似，只不过是采用直流永磁电机驱动。电机尺寸非常小，可以安装在车门里面，并且带有一套减速机构，用来增加输出扭矩、减小输出转速。电机转动方向（即车窗的上下移动）通过改变输入电压的极性来实现，车窗升降速度取决于输入电压的大小。
系统使用一个小阻值（约1Ω）的电阻作为电流传感器，传感电阻与电机串联，其压降与电机的工作电流成正比，通过检测电阻两端的电压检测流过电机的电流。在传感电阻上的电压未到达设定的阈值前，电机一直工作，一旦传感器的压降达到阈值。电机停止转动，检测车窗位置。如果车窗位置未达到最终位置。说明车窗遇到障碍，车窗将自动退回初始位置。如果车窗到达行程终点，电机电路断开。为了完成该操作控制，需要实时控制车窗位置，为此在车窗导轨的顶部和底部各安装压电传感器，根据压力产生的电压来判断车窗是否到达预先设的极限位置。
该系统设计除了在正常情况下实现自动防夹功能，还要求在突发事件（如歹徒抢劫或乘客遇险逃生等）时司机能够控制车窗的强制关闭或打开。系统对每个节点单元都有3个用于车窗控制的按键（K1、K2和K3）。其中Kl用于控制车窗的上升和下降，是一个2值信号开关；K2暂停/恢复按键用于车窗上升或下降途中的暂停，再次按下K2将继续运动；K3模式选择按键，其默认为执行正常工作模式（带防夹功能），按下K3后执行异常工作模式（不带防夹功能），具有最高优先级，用于快速设定车窗上升或下降。主控节点单元即左前节点单元，除负责本地车窗的升降外，还控制所有节点单元的车窗同步动作，在前3个控制按键基础上，增加了本地/全局控制模式按键K4，默认为本地控制模式，按键后切换控制模式。
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