雨天智能关窗系统的设计研究

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

在炎热的夏天,人们通常把汽车窗户打开一定的开度保持通风,使空气流通，以便降低车内的温度，但如遇天气突变下起了大雨,雨水就会通过车窗渗进车内,造成车内积水,对车内环境造成一定的破坏，严重者雨水将短路车内汽车电器电路，烧毁车内用电器。鉴于以上情况，设计了基于雨量传感器（RLS）、车窗控制器(APM)、天窗控制器（SRF）、车身控制模块(BCM)、信息娱乐系统(MP5)和车联网通讯控制器(T-BOX)的雨天智能关闭车窗和天窗联动系统，解决了因未关闭车窗，雨天车辆进水的问题。

一、系统描述

雨量监控系统开启的前提条件是：1、点火锁置于LOCK位置；2、车门上锁（包含四门两盖）并设防休眠；3、通过在MP5车辆设置界面的操作，手动设置打开雨天自动关窗场景功能（默认为开启状态）。MP5设置开关界面如图1所示。

图1 MP5设置开关界面

APM和SRF采集车窗或天窗的位置信号，将位置信号通过LIN信号发送给BCM，BCM通过LIN信号发送车窗和天窗的状态信号给RLS，用于对模式的判断执行，进入休眠模式或监控模式。

语音模式开启的前提条件是：1、点火置于ACC或ON位置；2、车门上锁（包含四门两盖）并设防休眠；3、通过在MP5车辆设置界面的操作，手动设置打开雨天自动关窗场景功能（默认为开启状态）。

系统一旦识别到“下雨了”命令， APM和SRF立即采集车窗或天窗的位置信号，并将位置信号通过LIN信号发送给BCM，BCM通过LIN信号发送车窗和天窗的状态信号给MP5，MP5判断进入语音模式。系统交互图如图2所示。

图2 系统交互图

二、控制逻辑

（一）休眠模式

1. 当MP5发送开关信号（关闭信号）时，BCM接收后转发给雨量传感器，雨量传感器不需要在设防后对下雨进行检测，直接进入深度休眠模式，降低静态电流。

2. 当MP5发送雨天自动关窗开启信号， 四门车窗、天窗均关闭，则BCM发送车窗和天窗都关闭信号给雨量传感器，RLS接收到此信号，则RLS不需要在设防后对下雨进行检测，进入深度休眠模式。休眠模式触发逻辑图如图3所示。

图3 休眠模式触发逻辑图

（二）监控模式

监控模式触发逻辑图如图4所示。

1. 四门车窗、天窗未全部关闭（至少有一个车窗＞3%开度或天窗＞50%开度），BCM发送未全部关闭信号给RLS，RLS接收此信号，进入间接监控模式，雨量传感器每隔12S检测一次雨量。当没下雨（RLS检测的雨量值＜雨量阀值）时，RLS不发送信号，并持续进行周期性检测；当下雨（雨量传感器检测的值≥雨量阀值）时，RLS通过发送LIN信号给BCM开启信号（如LIN网络已休眠，要能唤醒网络），BCM收到开启信号后通过网络发送关窗指令给未关的SRF或APM模块进行关窗操作；同时要将信号转发到T-BOX，T-BOX将此信号作为推送消息的前置判断条件之一，RLS至少连续发送5帧信号后才进入深度休眠模式。T-BOX接收指令，延时判断车窗/天窗位置状态，再进行相应结果反馈及消息推送：T-BOX接收到车窗/天窗关闭请求信号后20s左右（时间可配置）去检测车窗/天窗关闭状态。若检测到车窗/天窗为全部关闭状态，TBOX则通过4G发给TSP平台，TSP平台向用户进行手机APP消息推送：“尊敬的车主，为了避免您的爱车淋雨，已为您自动关闭车窗与天窗”。 若SRF或APM出现故障或卡滞或通讯超时，20s后TBOX检测到车窗/天窗未全部关闭，T-BOX上报给TSP平台，TSP平台向用户进行手机APP消息推送：“下雨自动关窗执行失败，请及时关好车窗，避免您的爱车淋湿” 。

2. RLS连续检测12小时（时间可配置）未下雨，发送信号给BCM（如LIN网络已休眠，要能唤醒网络），BCM收到信号通过网络发送关窗指令给未关的SRF或APM进行关窗操作，同时将信号转发T-BOX接收。RLS发送至少5帧后发送之后进入深度休眠模式。

3.T-BOX接收信号20s后（时间可配置），若T-BOX同时检测到车窗和天窗已经全部关闭，TBOX通过4G发给TSP平台，TSP平台向用户进行手机APP消息推送：“尊敬的车主，因您长时间未用车，已为您自动关闭车窗与天窗” 。

4.当SRF或APM出现故障或卡滞或通讯超时，20s后T-BOX检测到车窗和天窗未全部关闭，T-BOX上报给TSP平台，TSP平台向用户进行手机APP消息推送：“下雨自动关窗执行失败，请及时关好车窗，避免您的爱车淋湿”。

（三）语音模式

1. 当MP5检测四门车窗、天窗全部关闭（所有车窗≤3%开度），MP5不需要下发指令，语音TTS直接播报及弹出提示信息“车窗、天窗已关闭”。

2. 当MP5检测四门车窗未全部关闭（至少有一个车窗＞3%开度），MP5下发指令给BCM发送车窗关闭信号，发送信号给BCM，BCM收到信号通过网络发送关窗指令给未关的SRF或APM进行关窗操作，同时MP5直接播报并弹出提示“正在为你关闭车窗”。

3.当MP5检测四门车窗未全部关闭（车窗≤3%开度，天窗＞50%开度），MP5下发指令给BCM发送车窗关闭信号，发送信号给BCM，BCM收到信号通过网络发送关窗指令给未关的SRF或APM进行关窗操作，同时MP5直接播报并弹出提示“正在为你关闭天窗”。

4.当MP5检测四门车窗未全部关闭（至少有一个车窗＞3%开度且天窗＞50%开度），MP5下发指令给BCM发送车窗关闭信号，发送信号给BCM，BCM收到信号通过网络发送关窗指令给未关的SRF或APM进行关窗操作，同时MP5直接播报并弹出提示“正在为你关闭车窗和天窗”。

图4 监控模式触发逻辑图

三、特殊情况

（一）信号处理

每次有效信号至少发送5个周期，例如：触发天窗关闭动作时，先至少发5个周期。

（二）系统设置

第一次上电（生产线上电或蓄电池断电后重新上电），对于MP5软开关“雨天自动关窗”的设置，MP5按默认值处理（此时界面还没有显示），默认“雨天自动关窗”功能开启。

（三）失效处理

雨天自动关窗为指令类功能，如遇相关模块无响应或故障、或无相关信号传递，按动作失败处理。

四、结语

雨天智能关窗系统是在不增加任何零部件、不需要增加任何成本的前提下,充分利用现有车内电子系统、整车网络系统和车联网系统，深度打通车内网络、车外网络，实现整车的雨天智能关窗功能。汽车智能化发展对外围传感器、控制器需求越来越多，怎么通过系统融合发挥出传感器、控制器最大的价值以及降低系统成本是我们今后研究的一个重要方向。