具有防夹功能和平稳速度的电动车窗的制作方法

本发明总体上涉及汽车中的电动车窗，并且更具体地涉及基于较低分辨率旋转传感器数据和较高分辨率反emf纹波数据来控制用于驱动车窗移动的有刷dc马达。

背景技术：

1、机动车辆通常配备有在车门开口内上下移动的电动车窗。一些车辆具有天窗或顶窗，所述天窗或顶窗使开闭构件在车辆的车顶内的关闭位置与打开位置之间前后移动。电动车窗和顶窗总成通常包括玻璃车窗，所述玻璃车窗由电动马达提供动力以在打开位置与关闭位置之间在一组引导件内滑动(例如，以覆盖或解除阻挡车辆的车身中的开口)。当车窗移动到关闭位置时，期望防止夹击对象。

2、为了使夹击的风险最小化，车辆可以配备有防夹控件。例如，马达的电流可以揭示指示夹击的增加的负载。当感测到的电流达到阈值时，可以控制马达停止和/或反转方向。当车窗控件具有允许车窗通过单个车窗控件动作关闭的特征时，防夹功能是有用的。涵盖电动车窗、隔板和车顶面板系统的第118号联邦机动车辆安全标准(fmvss)规定，如果车窗(在其关闭时)在“弹回”操作的预定范围(其中车窗位于距关闭4mm与200mm之间)内时遇到对象使得施加到对象的力超过100n，则车窗应反转方向。

3、一种优选类型的dc马达是有刷马达。可以通过改变供应给马达的dc电压来控制马达的转速和输出扭矩或力。最常见的是，dc马达通过以h桥配置连接的开关装置(例如，场效应晶体管)耦合到固定dc源，使得到马达的电压的极性可以根据车窗将被打开还是关闭而反转。可以定义车窗移动的预定轨迹，所述预定轨迹指定期望的行驶速度以及与完全关闭位置和打开位置重合的停止位置。

4、为了获得可变dc电压，可以对h桥开关装置进行脉冲宽度调制，其中控制开关的频率和占空比以获得期望的轨迹。pwm控制器优选地使用车窗位置的闭环反馈来操作，以确保遵循轨迹。为了反馈车窗沿着轨迹的变化位置，通常监测转子在dc马达内的旋转。一些电动车窗驱动器利用了霍尔效应传感器，所述霍尔效应传感器对与马达轴一起旋转的一个或多个磁体的移动敏感。为了避免与霍尔效应传感器相关联的低效率，其他系统在没有位置传感器的情况下通过替代地从在马达操作期间固有地生成的反电动势(emf)信号获得位置信息来操作。位置信息是从在流过马达的电流中感应出的纹波信号得到的。在任一情况下，当车窗从已知位置移动时，对脉冲(来自霍尔效应传感器或在纹波信号中)进行计数以更新车窗的当前位置。可以根据在特定时间段期间接收到的脉冲的数量来确定车窗速度。

5、当与小型dc马达一起使用时，霍尔效应传感器具有相对较低的位置测量分辨率，这可能导致车窗在移动时颤抖。期望平稳、稳定的运动以提供品质感。

6、跟踪用于位置监测的纹波信号能够提供更高的位置分辨率(通常每一个转子旋转11个脉冲)，这导致获得更快且更恒定的马达转速。然而，纹波计数可能会受到脉冲丢失的影响。

技术实现思路

1、在本发明的一个方面，提供了一种用于在车辆的开口中移动可滑动面板的设备。dc马达具有适于机械地耦合到可滑动面板的转子。可变电压源耦合到所述dc马达以供应选定电压以使所述转子以相应速度旋转。纹波检测器根据第一分辨率的第一旋转脉冲检测所述转子响应于反电动势(emf)的旋转。霍尔效应旋转传感器耦合到所述转子以用于根据第二分辨率的第二旋转脉冲感测所述转子的旋转，其中所述第二分辨率低于所述第一分辨率。控制电路被配置为通过基于以下各项调整所述可变电压源来将所述可滑动面板移动成符合预定轨迹：(1)通过对所述第二旋转脉冲计数确定的位置和(2)由所述第一旋转脉冲的定时确定的速度。

1.用于在车辆的开口中移动可滑动面板的设备，其包括：

2.如权利要求1所述的设备，其中所述可变电压源由h桥组成，所述h桥包括电子控制的开关装置，以将dc电源电压以能够选择的极性耦合到所述dc马达。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述控制电路对所述开关装置进行脉冲宽度调制以输送对应于所述预定轨迹的平均dc电压。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述纹波检测器包括检测通过所述dc马达的电流的电流传感器，并且其中所述控制电路将所检测到的电流转换为具有与所述反emf的特征相对应的脉冲的纹波信号。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述可滑动面板是能够在车窗开口中滑动的车窗面板，其中所述控制电路根据所检测到的电流来确定所述dc马达的机械力，并且其中所述控制电路还被配置为使得在所述车窗面板的关闭移动期间：(1)监测所述车窗面板的当前位置以检测弹回区域内的移动，在所述弹回区域中，当前车窗位置与关闭车窗位置之间的剩余距离在第一距离与第二距离之间，(2)如果在所述弹回区域中时所述机械力变得大于力阈值，则反转所述转子的旋转，以及(3)在通过所述弹回区域之后，利用大于所述力阈值的所述机械力驱动所述车窗面板到所述关闭车窗位置的所述移动。

6.一种在车辆的开口中移动可滑动车窗面板的方法，其包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其中所述dc电压由h桥生成，所述h桥包括电子控制的开关装置，使得所述dc电压具有能够选择的极性。

8.如权利要求7所述的方法，其中调整所述dc电压的步骤包括对所述开关装置进行脉冲宽度调制以输送对应于所述预定轨迹的平均dc电压。

9.如权利要求6所述的方法，其中生成所述纹波信号的步骤包括检测通过所述dc马达的电流，以及基于所述反emf的特征将所检测到的电流转换为所述第一旋转脉冲。

10. 如权利要求9所述的方法，其还包括以下步骤：