電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院　　馮麗雯　孟俊煥

電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院馮麗雯孟俊煥

隨著科技的不斷進(jìn)步，電動車窗已經(jīng)取代了手搖式車窗，但在電動車窗的使用過程中普遍遇到了電動車窗上升時(shí)夾住物體的現(xiàn)象，而電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將大幅降低電動車窗在上升時(shí)夾住物體這一現(xiàn)象的發(fā)生。該系統(tǒng)通過安裝在車門內(nèi)襯上的微型攝像頭獲取車窗上升和下降軌道的情況，并通過霍爾傳感器控制車窗上升時(shí)所承受的壓力，使車窗實(shí)現(xiàn)自動下降到底，并與警報(bào)器連接，車窗頂部越接近物體警報(bào)聲越響亮，從而警示車窗的操作者正確操作，減少車窗夾住物體的現(xiàn)象發(fā)生。

電動車窗防夾系統(tǒng)；霍爾傳感器；電子控制單元

1　引言

隨著現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車內(nèi)傳統(tǒng)的零部件及總成也在向機(jī)電一體化發(fā)展［1］，車輛搭載電動車窗已經(jīng)成為一種被各大汽車廠商默認(rèn)的基本配置，而電動車窗的產(chǎn)生，也出現(xiàn)了許多的安全問題，如兒童夾手，車內(nèi)乘客夾住胳膊、頭、脖子等問題。當(dāng)人們意識到這一問題后，研制出了電動車窗防夾系統(tǒng)，防夾系統(tǒng)是在電動車窗在上升過程中夾住物體或人的某個部位，并達(dá)到一定力度后，電動車窗自行停止工作或者執(zhí)行下降運(yùn)動［2］。但這一系統(tǒng)并未安裝于所有搭配電動車窗的車輛中，只是搭載在了配置較高的車輛中?，F(xiàn)有的防夾系統(tǒng)是車窗升至頂部時(shí)物體在車窗與車門框之間能承受足夠的擠壓力時(shí)才會使電源觸發(fā)霍爾傳感器工作，使車窗降至底部。隨著電動車窗技術(shù)的不斷發(fā)展，保證電動車窗更加安全地運(yùn)行成了一個新的發(fā)展方向。

2　電動車窗防夾系統(tǒng)傳統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)增加了報(bào)警系統(tǒng)和車窗位置控制系統(tǒng)，能夠更好地使操作者更加安全的去操控車窗。

車窗的防夾控制系統(tǒng)一般由電動機(jī)、減速器、柔性連接、車窗、滑軌、密封條等部件組成［3］。而在這其中，電動車窗防夾系統(tǒng)真正成功地起到防夾作用時(shí)卻需要很多的客觀因素。當(dāng)被夾的物體能夠使驅(qū)動車窗上升的電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，車輛中的ECU會通過霍爾傳感器得到信號，ECU將做出反應(yīng)趨勢繼電器控制電機(jī)立刻停止轉(zhuǎn)動或者立刻反轉(zhuǎn)，使車窗降至底部確保安全。圖1為傳統(tǒng)電動車窗防夾系統(tǒng)的工作原理圖。

圖1　傳統(tǒng)電動車窗防夾系統(tǒng)原理圖

傳統(tǒng)的防夾裝置在很大程度上起不到相應(yīng)的保護(hù)措施，對于兒童而言，兒童身體的各個方面很難達(dá)到使玻璃升降電機(jī)轉(zhuǎn)速下降的程度，也就是說兒童被車窗夾到時(shí)，無法觸發(fā)霍爾傳感器的工作，也就無法起到保護(hù)作用。此現(xiàn)象是如今存在較為嚴(yán)重的問題。

3　電動車窗防夾預(yù)警系統(tǒng)的工作原理

基于傳統(tǒng)電動車窗防夾系統(tǒng)的不足，做出了新的改良和設(shè)計(jì)，使電動車窗在使用時(shí)主駕駛座的中央控制器，在控制車窗升降時(shí)，如果車窗上方運(yùn)行軌跡有物體，紅外傳感器會感知物體所在的位置并通過報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。同時(shí)駕駛座上的中央控制開關(guān)報(bào)警燈閃爍，以準(zhǔn)確地提醒操作者哪一個車窗上方運(yùn)行軌跡上有物體阻擋。如若兒童操控電動車窗升降開關(guān)時(shí)，無法進(jìn)行主動阻止車窗的運(yùn)行，而這時(shí)紅外傳感器將車窗上升位置與物體的距離隨時(shí)傳遞給ECU，ECU將控制繼電器減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過霍爾傳感器進(jìn)行檢測，當(dāng)紅外傳感器將車窗與物體之間過近的距離信號傳遞給ECU時(shí)，ECU將強(qiáng)制霍爾傳感器進(jìn)行工作使車窗降至底部，確保兒童安全，圖2為電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)的工作原理圖。

圖2　電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)

對于該系統(tǒng)，紅外傳感器用來檢測車窗運(yùn)行軌跡上是否有物體存在，所以紅外傳感器安裝在車門內(nèi)側(cè)，位于車門頂部中間位置，更好地檢測車窗上升的速度和位置，從而更加準(zhǔn)確地判斷霍爾傳感器何時(shí)介入工作。而在駕駛員位置的中央控制開關(guān)，則是通過ECU將信號傳遞至中央控制開關(guān)，使紅色的二極管警示燈亮起，提醒駕駛員哪個車窗的運(yùn)行存在危險(xiǎn)，當(dāng)物體離開車窗頂端時(shí)，紅的警示燈熄滅，位于各車門的報(bào)警器停止工作，車窗實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3為駕駛員位置中央控制開關(guān)的電路圖。

圖3　電動車窗防夾報(bào)警系統(tǒng)中央控制開關(guān)電路圖4　總結(jié)

該系統(tǒng)通過對車窗運(yùn)行軌跡情況進(jìn)行檢測，并發(fā)出預(yù)警信號，使車窗的操控者更加及時(shí)地進(jìn)行處理，而霍爾傳感器從原來的被動介入車窗的保護(hù)工作，到通過ECU的控制主動介入電動車窗防夾系統(tǒng)的工作中。這樣更加及時(shí)準(zhǔn)確地保護(hù)了乘客的乘坐安全，也更好地提高了電動車窗的使用安全性。整套系統(tǒng)通過ECU控制，在各部件之間的運(yùn)行作用下實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、有序的運(yùn)行，同時(shí)也減少了兒童乘坐的安全隱患，更好地提高了汽車的安全性。

［1］張昕，李昌剛，胡俊杰等.一種轎車電動車窗防夾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).［J］.現(xiàn)代電子技術(shù).2010年（17）.

［2］琚裕強(qiáng)，鐘宛余.防夾電動車窗控制器自動檢測儀設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012（07）.

［3］田永，方瑛.汽車電動車窗防夾設(shè)計(jì)探究.［J］.汽車電器，2014（8）.

馮麗雯，女，1992年4月出生，山東人，本科在讀。