德州學院汽車工程學院　　馮麗雯　孟俊煥

電動車窗防夾報警系統(tǒng)設計

德州學院汽車工程學院馮麗雯孟俊煥

隨著科技的不斷進步，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夾住物體的現(xiàn)象，而電動車窗防夾報警系統(tǒng)的設計將大幅降低電動車窗在上升時夾住物體這一現(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所承受的壓力，使車窗實現(xiàn)自動下降到底，并與警報器連接，車窗頂部越接近物體警報聲越響亮，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)代汽車電子技術的進步，汽車內(nèi)傳統(tǒng)的零部件及總成也在向機電一體化發(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，并達到一定力度后，電動車窗自行停止工作或者執(zhí)行下降運動［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)是車窗升至頂部時物體在車窗與車門框之間能承受足夠的擠壓力時才會使電源觸發(fā)霍爾傳感器工作，使車窗降至底部。隨著電動車窗技術的不斷發(fā)展，保證電動車窗更加安全地運行成了一個新的發(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、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卻需要很多的客觀因素。當被夾的物體能夠使驅(qū)動車窗上升的電機轉(zhuǎn)速下降時，車輛中的ECU會通過霍爾傳感器得到信號，ECU將做出反應趨勢繼電器控制電機立刻停止轉(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的保護措施，對于兒童而言，兒童身體的各個方面很難達到使玻璃升降電機轉(zhuǎn)速下降的程度，也就是說兒童被車窗夾到時，無法觸發(fā)霍爾傳感器的工作，也就無法起到保護作用。此現(xiàn)象是如今存在較為嚴重的問題。

3　電動車窗防夾預警系統(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計，使電動車窗在使用時主駕駛座的中央控制器，在控制車窗升降時，如果車窗上方運行軌跡有物體，紅外傳感器會感知物體所在的位置并通過報警器發(fā)出報警聲。同時駕駛座上的中央控制開關報警燈閃爍，以準確地提醒操作者哪一個車窗上方運行軌跡上有物體阻擋。如若兒童操控電動車窗升降開關時，無法進行主動阻止車窗的運行，而這時紅外傳感器將車窗上升位置與物體的距離隨時傳遞給ECU，ECU將控制繼電器減小電機的轉(zhuǎn)速，并通過霍爾傳感器進行檢測，當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，ECU將強制霍爾傳感器進行工作使車窗降至底部，確保兒童安全，圖2為電動車窗防夾報警系統(tǒng)的工作原理圖。

圖2　電動車窗防夾報警系統(tǒng)

對于該系統(tǒng)，紅外傳感器用來檢測車窗運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，從而更加準確地判斷霍爾傳感器何時介入工作。而在駕駛員位置的中央控制開關，則是通過ECU將信號傳遞至中央控制開關，使紅色的二極管警示燈亮起，提醒駕駛員哪個車窗的運行存在危險，當物體離開車窗頂端時，紅的警示燈熄滅，位于各車門的報警器停止工作，車窗實現(xiàn)正常的運轉(zhuǎn)。圖3為駕駛員位置中央控制開關的電路圖。

圖3　電動車窗防夾報警系統(tǒng)中央控制開關電路圖4　總結

該系統(tǒng)通過對車窗運行軌跡情況進行檢測，并發(fā)出預警信號，使車窗的操控者更加及時地進行處理，而霍爾傳感器從原來的被動介入車窗的保護工作，到通過ECU的控制主動介入電動車窗防夾系統(tǒng)的工作中。這樣更加及時準確地保護了乘客的乘坐安全，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，在各部件之間的運行作用下實現(xiàn)了準確、有序的運行，同時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)設計.［J］.現(xiàn)代電子技術.2010年（17）.

［2］琚裕強，鐘宛余.防夾電動車窗控制器自動檢測儀設計［J］.機械設計與制造，2012（07）.

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

馮麗雯，女，1992年4月出生，山東人，本科在讀。