电动车窗防夹报警系统设计

德州学院汽车工程学院　　冯丽雯　孟俊焕

电动车窗防夹报警系统设计

德州学院汽车工程学院冯丽雯孟俊焕

随着科技的不断进步，电动车窗已经取代了手摇式车窗，但在电动车窗的使用过程中普遍遇到了电动车窗上升时夹住物体的现象，而电动车窗防夹报警系统的设计将大幅降低电动车窗在上升时夹住物体这一现象的发生。该系统通过安装在车门内衬上的微型摄像头获取车窗上升和下降轨道的情况，并通过霍尔传感器控制车窗上升时所承受的压力，使车窗实现自动下降到底，并与警报器连接，车窗顶部越接近物体警报声越响亮，从而警示车窗的操作者正确操作，减少车窗夹住物体的现象发生。

电动车窗防夹系统；霍尔传感器；电子控制单元

1　引言

随着现代汽车电子技术的进步，汽车内传统的零部件及总成也在向机电一体化发展［1］，车辆搭载电动车窗已经成为一种被各大汽车厂商默认的基本配置，而电动车窗的产生，也出现了许多的安全问题，如儿童夹手，车内乘客夹住胳膊、头、脖子等问题。当人们意识到这一问题后，研制出了电动车窗防夹系统，防夹系统是在电动车窗在上升过程中夹住物体或人的某个部位，并达到一定力度后，电动车窗自行停止工作或者执行下降运动［2］。但这一系统并未安装于所有搭配电动车窗的车辆中，只是搭载在了配置较高的车辆中。现有的防夹系统是车窗升至顶部时物体在车窗与车门框之间能承受足够的挤压力时才会使电源触发霍尔传感器工作，使车窗降至底部。随着电动车窗技术的不断发展，保证电动车窗更加安全地运行成了一个新的发展方向。

2　电动车窗防夹系统传统工作原理

本系统增加了报警系统和车窗位置控制系统，能够更好地使操作者更加安全的去操控车窗。

车窗的防夹控制系统一般由电动机、减速器、柔性连接、车窗、滑轨、密封条等部件组成［3］。而在这其中，电动车窗防夹系统真正成功地起到防夹作用时却需要很多的客观因素。当被夹的物体能够使驱动车窗上升的电机转速下降时，车辆中的ECU会通过霍尔传感器得到信号，ECU将做出反应趋势继电器控制电机立刻停止转动或者立刻反转，使车窗降至底部确保安全。图1为传统电动车窗防夹系统的工作原理图。

图1　传统电动车窗防夹系统原理图

传统的防夹装置在很大程度上起不到相应的保护措施，对于儿童而言，儿童身体的各个方面很难达到使玻璃升降电机转速下降的程度，也就是说儿童被车窗夹到时，无法触发霍尔传感器的工作，也就无法起到保护作用。此现象是如今存在较为严重的问题。

3　电动车窗防夹预警系统的工作原理

基于传统电动车窗防夹系统的不足，做出了新的改良和设计，使电动车窗在使用时主驾驶座的中央控制器，在控制车窗升降时，如果车窗上方运行轨迹有物体，红外传感器会感知物体所在的位置并通过报警器发出报警声。同时驾驶座上的中央控制开关报警灯闪烁，以准确地提醒操作者哪一个车窗上方运行轨迹上有物体阻挡。如若儿童操控电动车窗升降开关时，无法进行主动阻止车窗的运行，而这时红外传感器将车窗上升位置与物体的距离随时传递给ECU，ECU将控制继电器减小电机的转速，并通过霍尔传感器进行检测，当红外传感器将车窗与物体之间过近的距离信号传递给ECU时，ECU将强制霍尔传感器进行工作使车窗降至底部，确保儿童安全，图2为电动车窗防夹报警系统的工作原理图。

图2　电动车窗防夹报警系统

对于该系统，红外传感器用来检测车窗运行轨迹上是否有物体存在，所以红外传感器安装在车门内侧，位于车门顶部中间位置，更好地检测车窗上升的速度和位置，从而更加准确地判断霍尔传感器何时介入工作。而在驾驶员位置的中央控制开关，则是通过ECU将信号传递至中央控制开关，使红色的二极管警示灯亮起，提醒驾驶员哪个车窗的运行存在危险，当物体离开车窗顶端时，红的警示灯熄灭，位于各车门的报警器停止工作，车窗实现正常的运转。图3为驾驶员位置中央控制开关的电路图。

图3　电动车窗防夹报警系统中央控制开关电路图4　总结

该系统通过对车窗运行轨迹情况进行检测，并发出预警信号，使车窗的操控者更加及时地进行处理，而霍尔传感器从原来的被动介入车窗的保护工作，到通过ECU的控制主动介入电动车窗防夹系统的工作中。这样更加及时准确地保护了乘客的乘坐安全，也更好地提高了电动车窗的使用安全性。整套系统通过ECU控制，在各部件之间的运行作用下实现了准确、有序的运行，同时也减少了儿童乘坐的安全隐患，更好地提高了汽车的安全性。

［1］张昕，李昌刚，胡俊杰等.一种轿车电动车窗防夹控制系统设计.［J］.现代电子技术.2010年（17）.

［2］琚裕强，钟宛余.防夹电动车窗控制器自动检测仪设计［J］.机械设计与制造，2012（07）.

［3］田永，方瑛.汽车电动车窗防夹设计探究.［J］.汽车电器，2014（8）.

冯丽雯，女，1992年4月出生，山东人，本科在读。