基于VNH2SP30的汽车窗户防夹伤方案

　　微控制器可以通过ICP连接器(图4中的第4项)进行重新编程。PC7连接器（见图4中的第9项）上的跳线通过一个具有固定占空比（50%）和频率（20kHz）的PWM信号驱动VNH2SP30，此时没有防夹伤功能。在驱动有防夹伤功能的窗户升降器时，必须断开PC7跳线。具有防夹伤功能情况下的操作流程如图5所示。

　　在打开电源或重启後，微控制器对所有使用过的外设 (输入/输出、定时器、ADC和SCI)进行初初始化，并启动一个只能执行停止重新设定或关掉线路等指令的无限环路（infinite loop）。

　　重设防夹标志符，微控制器将轮询访问各个key管脚。在这一阶段，微处理器工作于SLOWMODE模式，以降低功耗。

图4 PCB布局

图5  防夹伤功能流程图

　　一旦按下按钮，选择的将是常规操作模式，并设置或重置VNH2SP30的INA和INB管脚，具体取?于被按按钮是上升键或下降键，Timer B Out Compare管脚用来为VNH2SP30提供一个频率为20kHz、占空比为30%的PWM信号，而Timer A Output Compare管脚用来随机应变地执行任务，执行时间为1ms。在1ms的任务执行期间，通过ST7 ADC采集电流感应，平均采集时间为10ms。

　　要知道是否会发生夹伤，必须将功率和平均功率与相应阈值进行比较。所考虑阈值的大小取决于上升启动阶段是否已经完成，或者软启动依然在进行中。除非按下了某一按键或发生了夹伤现象，占空比均以线性增加到100%为止，而PWM则变成一个常数(图6)。

　　在这一点系统等待下一事件∶按下某一按钮或夹伤现象发生。如果按下了某一按钮，马达将停止运行——重置VNH2SP30的PWM管脚，并设定INA和INB使马达立即?住，使车窗玻璃停止。万一发生夹伤现象，首先应该检查Window Up开关。

　　如果玻璃到达了窗户上方极限，将驱动马达运行800ms，将窗户玻璃锁定。否则，如果玻璃处于上行过程中，马达将下行800ms，以释放被夹物体；如果玻璃处于下行过程中，马达就停止运行。

图6 VNH2SP30的PWM信号

　　3、PC接口

　　在接通线路板电源後，VNH2SP30按照有关参数的默认值（PWM、软启动持续时间、两个阈值，或固定PWM频率和占空比）进行编程。借助串行端口，使用PC接口与VNH2SP30之间交换数据，可对上述参数进行修改或采集数据。使用PC接口时，必须保证马达已经停止。

　　从图7可以看出程序掩码，使用掩码上方的滑块可进行如下改动∶

　　■PWM频率∶可能值为5、10、15或20kHz，默认值为20kHz。降低频率可以听到某些噪声，具体取?于所使用的马达。

　　■软启动持续时间∶大概范围为800ms至2.5s之间，默认值为800ms 。

　　■阈值1∶在软启动期间使用，具体取?于车窗特徵，默认值为55。增加该阈值，就增加了启动防夹措施之前施加于障碍物上的力量。

　　■阈值2∶用于软启动开始之後。默认值为20。同上相同，如果增加该阈值，就增加了启动防夹措施之前施加于障碍物上的力量。

　　如果安装PC7跳线，微控制器就产生一个具有固定频率和固定占空比的PWM信号，其中，频率和占空比的大小可以通过调整图7所示的掩码中部的数据框中的数字实现。

　　在设定好所有数值後按“Send”按钮，这样在下一次驱动汽车窗户时就可以使用这些新的数据了。

　　也可以每毫秒采集一些信号:

　　■瞬时电流∶它是从VNH2SP30的CS管脚读取的电流，平均持续时间约10ms，仅仅用来忽略噪声。

　　■完整电流∶它也是从VNH2SP30的CS管脚读取的电流，但是平均持续时间约100ms。它与瞬时电流波形相似，只是有延迟。

　　■差分电流∶它是上述两个电流的差值，且是根据阈值进行比较的结果。

　　在选择了上述任一选项之後，按“Send”按钮，这同时也改变了PWM频率和软启动等。

　　信号采集只有按下线路板上的“UP”和“DOWN”键之後才能开始，在按下软件上的“Acquis.Stop”按钮之後才停止。一旦停止信号采集，将在安装软件的目录下生成一个“.csv”文件。所生成的每个文件由两栏组成∶第一个带有时间(ms)信息，第二个是信号的数值。

图7 PC软件

图8 基于VNH2SP30的汽车窗户防夹伤实施方案