霍尔传感器与电流纹波技术交错智能传感器应用巧妙运用于电动车窗防夹之中
随着现代汽车技术的飞速发展,人们对驾驶环境的舒适性和便捷性提出了更高的要求,因此越来越多的汽车安装了电动车窗,以实现车窗自动升降。然而,由于电动车窗上升速度较快,容易引发夹伤乘客等事故,尤其是对于儿童形成了安全隐患。这就对汽车安全性的新标准提出了一定的要求,并且要求电动车窗具备防夹功能。
防夹功能主要指的是,当车窗上升过程中遇到障碍物时,可以识别出车窗处于夹持状态,并立即停止上升并反向下降,从而避免事故发生,这也是人性化设计的一部分。此功能也被许多国家纳入法律规范中,如美国交通部颁布了针对电动车窗系统的法规FMVSS II8、欧盟标准74/60/EWG明确规定了防夹保护装置应确保的防夹力等。
中国也已颁布类似的法规(GB 11552-2009),自2012年起,对新增车辆的电动玻璃升降器进行了相关规定,即在4~200mm范围内,防夹力小于100N,如果达到100N前,需停止上升并反向下降。
目前电动车窗防夹主要通过霍尔传感器方案和基于纹波计数无传感器方案实现。
霍尔传感器方案
此方案在电机轴上安装磁环,在磁环附近安装霍尔传感器,当转子转动带动磁环转动时,在霍尔传感器上产生脉冲信号。这些脉冲个数反映位置,而频率则代表转速。当遇到障碍物阻力增加时,将导致减慢转速和增大脉宽,从而判定障碍物并相应控制停或下落。例如,DRV5013-Q1是一款双极性霍尔效应传感器,可适用于各种汽车应用,并具有内部保护功能,如负载抛弃、输出短路及过流保护。此外,该方案需要每个门独立成本较高。
相比之下,无纤维计数无传感器方案不仅节省成本,还能同时控制多个门提高整体集成度,因此将成为未来发展趋势之一。
基于纹波计数无传感器方案
此方法利用转子旋转过程中的刷片间切换产生纵波,然后采样分析以判断是否有障碍物。在这个过程中,一路信号给MCU作为判断依据,一路经过滤波得到方波信号,其频率与转速成正比。通过方波个数和频率可确定位置与速度。当遇到阻力变大时,将导致减慢速度及扩大脉宽,使得系统报告信息至ECU模块后,再发出命令使得停或倒退以避免事故发生。
参考TIDA-01421提供了一种无需物理触点检测的解决办法,其中包括:输入端RC滤波去除噪声;带通滤波消除额外噪声;差分放大消除浪涌尖峰;最后比较输出生成低噪交流信号供MCU使用。
综述两种方法,本文阐述了两个不同类型应用于电子门禁卡开锁技术中的“智能”方面——霍尔探测仪及其它基于印迹读取技术(如指纹扫描)的基本原理,以及它们在实际应用中的优缺点比较。这两种技术各有千秋,它们都能够提供一种独特的人脸识别方式,但他们之间存在一些关键区别,比如成本、精度以及用户接受程度。