摘 要：介绍如何通过模糊控制算法和跟随防夹策略来实现汽车电动天窗的防夹功能。主要采用模糊控制，通过跟随策略的方式来使得天窗的防夹力更加稳定可靠。
　　关键词：模糊控制；电动天窗；算法
　　前言
　　汽车天窗，作为汽车零部件的一个组成部分，由于具有良好的采光、通风、美观等特点，日益成为人们购买车辆时会着重考虑的一个重要方面。因此，消费者对于电动天窗在使用过程中的安全性能也越来越重视。
　　这里介绍一种新的防夹策略来实现天窗的防夹功能并使得天窗的防夹力更加稳定、可靠。
　　1防夹功能简介
　　防夹功能指的是天窗在关闭过程中碰到障碍物时会立即朝相反方向作动。这样就可以避免夹伤障碍物（特别是人体）。
　　1.1防夹法规
　　关于防夹功能国际使用的法规主要包括：
　　欧标2000-4-EC
　　美标FMVSS 118
　　国标GB11552
　　1.2防夹要求
　　天窗防夹功能只针对的是具有一键自动功能的天窗。一键自动功能是指天窗（玻璃或者遮阳帘）在按键按下并松开后，能自动运行至指定位置后才停止作动。
　　标准法规中对于天窗防夹功能的要求主要包括以下两个方面：
　　防夹区域的要求：
　　具有防夹功能的区域是指从车辆顶衬往天窗打开方向4～200mm区域内，具体请见下图：
　　防夹区域内防夹力的要求：
　　使用10N/mm弹性系数的弹簧进行测试，天窗关闭过程中碰到弹簧后，必须在达到100N力前实现反转。防夹力即是弹簧反弹力的峰值。
　　2防夹功能实现
　　2.1关键因素
　　实现天窗防夹功能有两个关键因素：
　　确定天窗的位置
　　为了实现4～200mm区域内防夹，天窗必须确定运行的所有位置。
　　天窗选用的有刷直流电机内带有磁环。在SCU内部对应位置通过两路Melexis US2882KSE霍尔传感器来监测电机的转动。
　　电机转动的霍尔数，从而确定天窗的所有位置。
　　确定天窗的运行状态
　　同样使用霍尔传感器来监测电机的运行状态，得到电机的转速RPM。当电机碰到障碍物时，其电机转速RPM会发生突变。SCU通过防夹策略，计算出其碰到障碍物后产生的力，最终在达到法规要求力值前，控制电机反转。
　　3模糊控制算法和跟随防夹策略的实现
　　3.1模糊控制天窗运行
　　定义工作电压为V，系统阻力为R，马达转速为S，输出信号PWM占空比为D。此时影响马达的转速的因素主要有工作电压V和系统阻力R。其中，系统阻力一定情况下，工作电压越高，马达转速越快；工作电压一定情况下，系统阻力越高，马达转速越慢。
　　根据以上情况，确定模糊控制系统的两路输入为：
　　并生成下述模糊控制规则：
　　1）如果电机转速normal，则输出PWM占空比不变化；
　　2）如果电机转速Low，则输出PWM占空比Incre2；
　　3）如果电机转速High，则输出PWM占空比Decre2；
　　根据此控制规则，生成推理系统模型，并在Simulink中建立相应的控制模型。
　　3.2跟随防夹策略
　　跟随算法的策略是根据防夹法规要求进行设定的。法规要求使用10N/mm弹簧进行测试，则实际天窗在碰到弹簧后，运行10mm以内必须产生反弹。考虑实际测试误差以及安全性考虑，这里定义8mm产生反弹。
　　定义碰到弹簧前其输出占空比为D1，运行8mm后输出占空比为D2，则在MCU的控制策略中，比较D2与D1之间的差值即可定义是否需要產生反弹。
　　其逻辑判断框图如下：