汽車車窗智能防夾系統(tǒng)設(shè)計VIP

1、    汽車車窗智能防夾系統(tǒng)設(shè)計    張艷 錢輝摘 要 現(xiàn)如今，汽車已經(jīng)成為最普遍也是最方便的交通工具之一，漸漸的走進了千家萬戶。本課題的研究將為防夾車窗系統(tǒng)的設(shè)計和研究提供借鑒，改進傳統(tǒng)汽車車窗控制技術(shù)，進一步實現(xiàn)汽車控制智能化。關(guān)鍵詞 防夾車窗 車窗控制 智能化：tp273：a本文對時下較為普遍采用的防夾方案進行了優(yōu)缺點分析，并提出了符合發(fā)展趨勢的智能防夾技術(shù)，即利用紅外傳感器對車窗范圍內(nèi)物體進行判斷。此外，本文還介紹了防夾車窗系統(tǒng)的防夾策略，并進行了軟件和硬件設(shè)計。0引言車窗防夾方案有接觸式和非接觸式兩種方式。目前，大多是采用接觸式的防夾方案，這

2、種方式技術(shù)成熟，系統(tǒng)可靠性高，成本較低等特點，但未來發(fā)展趨勢卻是非接觸式的防夾方案。接觸式的防夾由于自身工作特性，必須要與實物接觸之后才能進行判斷車窗范圍內(nèi)是否有物體存在從而進行防夾，不利于保證乘客的乘車安全，更不利于車窗防夾的功能發(fā)展。1車窗升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)車窗防夾控制系統(tǒng)是由直流電動機、減速器、柔性連接、車窗玻璃、滑軌、密封條組成。由駕駛者控制總開關(guān)控制四個車窗的升降功能，乘客可以通過各個車門的分開關(guān)控制單獨車窗的上升和下降。2選用防夾方案（1）基于霍爾傳感器的防夾技術(shù)：將磁環(huán)內(nèi)置在車窗直流電機的輸出軸上。當車窗電機轉(zhuǎn)動時，布置在電子模塊中的霍爾傳感器便產(chǎn)生霍爾信號。系統(tǒng)通過分析獲得的霍爾信

3、號，利用霍爾信號的脈沖寬度進行判斷車窗是否遇到障礙物，從而實現(xiàn)電動車窗防夾?；魻杺鞲衅鲹碛休^高靈敏度，體積小的優(yōu)點。不過霍爾傳感器感應(yīng)的霍爾信號受溫度影響非線性輸出。即此系統(tǒng)在日常使用中容易被環(huán)境因素影響，從而導(dǎo)致特定情況下防夾系統(tǒng)失效。（2）電流檢測方式：對車窗電機的電流進行監(jiān)測。當車窗夾到異物時，車窗直流機的電流將會呈驟增趨勢，此時即可判斷車窗夾到物體，當滿足條件時車窗控制器可立刻控制車窗直流電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而實現(xiàn)車窗防夾技術(shù)。作為電動車窗防夾技術(shù)中最為早期的技術(shù)，電流檢測法具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、不受環(huán)境因素影響、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。但由于車窗結(jié)構(gòu)設(shè)計原因，車窗玻璃在上升過程中阻力將

4、逐漸增加，即車窗電機的電流將逐漸增大。因此，在玻璃上升的后段過程中將無法通過電流判斷車窗是否夾到物體，即這個過程中車窗防夾系統(tǒng)將會失效。（3）紋波檢測方式：電機運行時，若車窗受力達到一定數(shù)值時，紋波電流將會迅速下降，當車窗上沒有阻力后，波紋電流將趨于平穩(wěn)。根據(jù)這一實驗原理，在日常使用電動車窗過程中，若車窗控制器監(jiān)測到波紋電流的波動超過設(shè)定的數(shù)值，則此時車窗電機停止或者反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車窗防夾。使用檢測紋波方法可以在不運用車窗傳感器的同時獲取車窗電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)和阻力等參數(shù)，使防夾車窗電路系統(tǒng)更加簡單。但是紋波檢測方法在實際應(yīng)用中，檢測紋波難度較大，系統(tǒng)可靠性較差。（4）非接觸式傳感器檢測方式：當

5、障礙物進入傳感器檢測范圍內(nèi)時，傳感器在與障礙物無接觸的情況下便可以采集信號，由車窗控制器分析信號，在符合條件的情況下進行判斷執(zhí)行防夾操作。非接觸式傳感器檢測方式打破了常規(guī)的接觸式防夾技術(shù)。該檢測無需有外力施加在車窗上便可以實現(xiàn)車窗防夾技術(shù)，車窗防夾范圍內(nèi)不存在盲區(qū)，不受車窗環(huán)境因素影響，抗電磁干擾能力強。本設(shè)計基于stc89c51的汽車智能防夾車窗系統(tǒng)，實現(xiàn)電動車窗高精度、高穩(wěn)定性、智能化的防夾功能。故將采用非接觸式傳感器檢測方式，在車窗防夾區(qū)域內(nèi)布置足夠數(shù)量的紅外對射傳感器，它改變了傳統(tǒng)的接觸式車窗防夾系統(tǒng)，由ecu對傳感器信號進行處理，從而控制車窗驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)。這種防夾技術(shù)，有助于車窗

6、防夾技術(shù)的智能化發(fā)展，可以優(yōu)化車窗控制邏輯，降低失效率，優(yōu)化了乘車人的舒適性、方便性，提高了汽車的智能化水平。3防夾系統(tǒng)硬件設(shè)計本次設(shè)計硬件電路主體由晶振電路、復(fù)位電路、驅(qū)動電路、stc89c51電路和控制開關(guān)電路組成。當觸發(fā)控制開關(guān)時，對應(yīng)的電路將與接地端導(dǎo)通，產(chǎn)生的電平信號會傳遞到其對應(yīng)相連接的單片機電路針腳，單片機stc89c51在接收到電平信號之后會根據(jù)設(shè)定程序?qū)π盘栠M行處理分析，在正確時刻使對應(yīng)的針腳產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的電平信號，在相應(yīng)的電平信號通過電路傳遞給驅(qū)動電路之后，驅(qū)動電路會根據(jù)接受到的信號輸出電流，從而實現(xiàn)驅(qū)動直流電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。晶振電路又稱作時鐘電路，晶振電路是產(chǎn)生準確時鐘信

7、號的振蕩電路。單片機中任何功能都將依據(jù)時鐘信號。本設(shè)計采用上電自動復(fù)位。為了保證單片機日常研究使用中的穩(wěn)定性和可靠性，在單片機系統(tǒng)電路中都會有單片機復(fù)位電路的設(shè)計。作為單片機正常運作的保障，復(fù)位電路的首要功能就是通電復(fù)位功能。單片機系統(tǒng)的工作電壓為一個較小的范圍，通常為4.7v5.2v。因此當單片機通電后，只有當vcc電壓維持在4.7v5.2v時復(fù)位信號才會停止，從而單片機開始正常工作。如此可得，如若想要滿足系統(tǒng)所需的復(fù)位電路，只需要將rst引腳與vcc端中連接一個電容，再將接地端電路中下接一個電阻即可。4總結(jié)本文所進行的工作是汽車智能防夾車窗系統(tǒng)設(shè)計的研究性工作，在我國汽車工業(yè)發(fā)展速度迅猛的今天，汽車電子控制技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景。在眾多智能手機、智能家居井噴的時代，汽車電子控制技術(shù)智能化的發(fā)展是必然的。在汽車電子控制技術(shù)整車電子化、智能控制化、人性化的背景下，智能防夾車窗擁有著通用性好、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、升級方便等眾多優(yōu)點，在需