电动车窗防夹功能能实现吗？电动车窗防夹系统的设计的详细资料概述

　　随着现代汽车技术的发展，汽车的电子化、智能化、网络化提高了汽车的舒适性，但同时对于汽车的安全性提出了新要求。电动车窗通过电机来驱动车窗玻璃自动升降，许多电动车窗不具备检测障碍物自行防夹，对乘客存在了一定的安全隐患，特别是年龄较小的儿童乘客。美国交通部颁布了FMVSS118，并严格规定轿车和小型货车强制执行该法规。虽然国内还没有相关法律的规定，但在不影响舒适性的前提下，设计一款防夹系统是汽车行业发展的趋势。

　　LIN（Local Interconnect Network）总线全称为区域互连网络，是一种结构简单、配置灵活、成本低廉的新型低速串行总线。文中设计了一种基于LIN总线电动车窗防夹系统，通过LIN总线可将车窗状态、控制参数传输至主控终端进行显示，并组建车窗防夹网络，可以拓展到车身的其他部分。车窗玻璃的实时位置通过霍尔传感进行检测，根据驱动电机的电枢电流变化进行障碍物判断，将其结合以实现防夹功能。选取Freescale公司的MM912F634为车窗控制器，电机驱动采用继电器。该方案生产工艺简单、兼容性好、成本低、抗外界干扰能力强，解决了安全隐患，提高了汽车的安全性能。

　　1 电动车窗防夹系统方案

　　电动车窗防夹主要是指在玻璃上升过程中，夹到障碍物达到一定程度后，车窗会自行停止。防夹区域、防夹阈值力、防夹执行动作，是实现防夹功能的3个重要指标。根据FMVSS118标准可知：（1）防夹区域定义为从离门窗顶端4～200mm的区域。（2）防夹阈值力为100N。（3）当遇到障碍物时，车窗电机反向，车窗玻璃下降一段距离后停止，等待用户的进一步指令。防夹功能只在指定的防夹区域开启，准确检测车窗玻璃的实时位置是首要任务。

　　1.1 车窗玻璃位置检测

　　车窗升降方式一般分为钢丝式和机械手臂式，论文着重针对于手臂式进行研究。车窗的上升、下降主要通过车窗电机及机械手臂实现，机械手臂采用交叉式，随着电机的转动，两个交叉手臂的交叉角度会发生变化，进而使车窗的驱动力臂变化，最终车窗玻璃将随着电机的正反转实现升降。在车窗玻璃升降过程中，升降距离跟电机的转数成比例，电机的转子旋转，会使霍尔传感器产生脉冲信号，MM912F634将霍尔脉冲信号进行计数，通过多次实际测量获取参考基准值，根据参考值可计算出当前车窗玻璃的位置，同时将参考基准值通过LIN总线传到主控单元中进行保存，车窗控制器可根据车窗玻璃当前所处的区域判断是否启动防夹功能。由于车窗结构存在磨损，主控单元可自行对每一个车窗进行校正。

　　1.2 电流检测

　　车窗电机电流检测是检测防夹阈值力的一个主要手段，电机电枢电流会根据负载变化而产生改变，电流检测部分的关键是电流阈值的判断，电流阈值的准确性决定防夹系统的稳定性，电流的检测往往容易受到电机启动、车窗机械结构等因素的干扰，检测电流时需要对信号进行放大、滤波等处理，保证电流检测的准确性。信号采集过程需要通过多次测试，以选取合适的滤波方法。

　　1.3 系统方案的确定

　　车窗防夹系统主要包括4个子单元和一个主控单元，主控单元由控制器（MC9S12DG128）和液晶控制屏（Z2104）组成。每个子单元包含控制器（MM912F634）、位置检测模块、电流检测模块和电机驱动模块，通过LIN总线连接到主控单元上，形成车载LIN网络，驾驶员可以通过液晶控制屏对每个车窗进行控制。每个车窗的构成基本相同，车窗位置、阈值力均参考FMVSS118标准。具体结构如图1所示。