基于VNH2SP30的汽車窗戶防夾傷方案

　　微控制器可以通過ICP連接器(圖4中的第4項(xiàng))進(jìn)行重新編程。PC7連接器（見圖4中的第9項(xiàng)）上的跳線通過一個(gè)具有固定占空比（50%）和頻率（20kHz）的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)VNH2SP30，此時(shí)沒有防夾傷功能。在驅(qū)動(dòng)有防夾傷功能的窗戶升降器時(shí)，必須斷開PC7跳線。具有防夾傷功能情況下的操作流程如圖5所示。

　　在打開電源或重啟後，微控制器對(duì)所有使用過的外設(shè) (輸入/輸出、定時(shí)器、ADC和SCI)進(jìn)行初初始化，并啟動(dòng)一個(gè)只能執(zhí)行停止重新設(shè)定或關(guān)掉線路等指令的無(wú)限環(huán)路（infinite loop）。

　　重設(shè)防夾標(biāo)志符，微控制器將輪詢?cè)L問各個(gè)key管腳。在這一階段，微處理器工作于SLOWMODE模式，以降低功耗。

圖4 PCB布局

圖5  防夾傷功能流程圖

　　一旦按下按鈕，選擇的將是常規(guī)操作模式，并設(shè)置或重置VNH2SP30的INA和INB管腳，具體取?于被按按鈕是上升鍵或下降鍵，Timer B Out Compare管腳用來(lái)為VNH2SP30提供一個(gè)頻率為20kHz、占空比為30%的PWM信號(hào)，而Timer A Output Compare管腳用來(lái)隨機(jī)應(yīng)變地執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行時(shí)間為1ms。在1ms的任務(wù)執(zhí)行期間，通過ST7 ADC采集電流感應(yīng)，平均采集時(shí)間為10ms。

　　要知道是否會(huì)發(fā)生夾傷，必須將功率和平均功率與相應(yīng)閾值進(jìn)行比較。所考慮閾值的大小取決于上升啟動(dòng)階段是否已經(jīng)完成，或者軟啟動(dòng)依然在進(jìn)行中。除非按下了某一按鍵或發(fā)生了夾傷現(xiàn)象，占空比均以線性增加到100%為止，而PWM則變成一個(gè)常數(shù)(圖6)。

　　在這一點(diǎn)系統(tǒng)等待下一事件∶按下某一按鈕或夾傷現(xiàn)象發(fā)生。如果按下了某一按鈕，馬達(dá)將停止運(yùn)行——重置VNH2SP30的PWM管腳，并設(shè)定INA和INB使馬達(dá)立即?住，使車窗玻璃停止。萬(wàn)一發(fā)生夾傷現(xiàn)象，首先應(yīng)該檢查Window Up開關(guān)。

　　如果玻璃到達(dá)了窗戶上方極限，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行800ms，將窗戶玻璃鎖定。否則，如果玻璃處于上行過程中，馬達(dá)將下行800ms，以釋放被夾物體；如果玻璃處于下行過程中，馬達(dá)就停止運(yùn)行。

圖6 VNH2SP30的PWM信號(hào)

　　3、PC接口

　　在接通線路板電源後，VNH2SP30按照有關(guān)參數(shù)的默認(rèn)值（PWM、軟啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間、兩個(gè)閾值，或固定PWM頻率和占空比）進(jìn)行編程。借助串行端口，使用PC接口與VNH2SP30之間交換數(shù)據(jù)，可對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行修改或采集數(shù)據(jù)。使用PC接口時(shí)，必須保證馬達(dá)已經(jīng)停止。

　　從圖7可以看出程序掩碼，使用掩碼上方的滑塊可進(jìn)行如下改動(dòng)∶

　　■PWM頻率∶可能值為5、10、15或20kHz，默認(rèn)值為20kHz。降低頻率可以聽到某些噪聲，具體取?于所使用的馬達(dá)。

　　■軟啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間∶大概范圍為800ms至2.5s之間，默認(rèn)值為800ms 。

　　■閾值1∶在軟啟動(dòng)期間使用，具體取?于車窗特徵，默認(rèn)值為55。增加該閾值，就增加了啟動(dòng)防夾措施之前施加于障礙物上的力量。

　　■閾值2∶用于軟啟動(dòng)開始之後。默認(rèn)值為20。同上相同，如果增加該閾值，就增加了啟動(dòng)防夾措施之前施加于障礙物上的力量。

　　如果安裝PC7跳線，微控制器就產(chǎn)生一個(gè)具有固定頻率和固定占空比的PWM信號(hào)，其中，頻率和占空比的大小可以通過調(diào)整圖7所示的掩碼中部的數(shù)據(jù)框中的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。

　　在設(shè)定好所有數(shù)值後按“Send”按鈕，這樣在下一次驅(qū)動(dòng)汽車窗戶時(shí)就可以使用這些新的數(shù)據(jù)了。

　　也可以每毫秒采集一些信號(hào):

　　■瞬時(shí)電流∶它是從VNH2SP30的CS管腳讀取的電流，平均持續(xù)時(shí)間約10ms，僅僅用來(lái)忽略噪聲。

　　■完整電流∶它也是從VNH2SP30的CS管腳讀取的電流，但是平均持續(xù)時(shí)間約100ms。它與瞬時(shí)電流波形相似，只是有延遲。

　　■差分電流∶它是上述兩個(gè)電流的差值，且是根據(jù)閾值進(jìn)行比較的結(jié)果。

　　在選擇了上述任一選項(xiàng)之後，按“Send”按鈕，這同時(shí)也改變了PWM頻率和軟啟動(dòng)等。

　　信號(hào)采集只有按下線路板上的“UP”和“DOWN”鍵之後才能開始，在按下軟件上的“Acquis.Stop”按鈕之後才停止。一旦停止信號(hào)采集，將在安裝軟件的目錄下生成一個(gè)“.csv”文件。所生成的每個(gè)文件由兩欄組成∶第一個(gè)帶有時(shí)間(ms)信息，第二個(gè)是信號(hào)的數(shù)值。

圖7 PC軟件

圖8 基于VNH2SP30的汽車窗戶防夾傷實(shí)施方案