[發明專利]一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統

在審

• 申請號: 202010812192.1
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111927233A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 施衛;李展峰;劉斌;常嘉偉;夏濤
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: E05F15/43
• 分類號: E05F15/43;E05F15/695
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發明涉及一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統，本系統包含按鍵查詢部分、紅外對射傳感器部分、MC9S12XS單片機、霍爾元件計數部分和控制電機部分，系統步驟如下：步驟一、將單片機初始化然后進行按鍵查詢判斷車窗是執行上升操作還是執行下降操作；步驟二、給紅外對射傳感器裝置進行供電并識別所在區域有無障礙物；步驟三、通過霍爾技術裝置判斷車窗位置是否到達防夾區域；步驟四、判斷到防夾區域內是否存在障礙物，若存在障礙物則執行延時程序同時發出報警信號；若不存在障礙物則車窗正常上升至頂，本系統可在車窗并未接觸到障礙物之前便識別到障礙物然后將信號反饋給控制單元從而控制電機正轉反轉，有效的保證了駕駛員以及乘客的安全性和舒適性。

技術領域

本發明屬于電動汽車技術領域，具體涉及一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統。

背景技術

隨著中國經濟的迅速發展, 人們的生活水平和質量日益提高, 汽車已經成為人們日常生活中不可缺失的一部分, 電動車窗的使用更是給廣大司機和乘客帶來了便利,但隨之而來的一些弊端也逐漸顯露。例如, 車窗上升關閉的速度較快, 容易造成車上人員的夾傷。由于日常生活中被車窗夾傷的事件頻頻發生, 因此引起了人們的重視, 電動車窗防夾系統很大程度上解決了這個問題。近年來，車窗防夾系統設計主要有基于霍爾傳感器的防夾技術、電流采樣方式以及紋波檢測方式。

基于霍爾傳感器的防夾技術將磁環內置在車窗直流電機的輸出軸上。當車窗電機轉動時，布置在電子模塊中的霍爾傳感器便產生霍爾信號。系統通過分析獲得的霍爾信號，利用霍爾信號的脈沖寬度進行判斷車窗是否遇到障礙物，從而實現電動車窗防夾。但是霍爾傳感器所感應的霍爾信號受溫度影響的輸出是非線性的，不能保證車窗防夾的靈敏性以及實時性。

電流檢測方式是對車窗電機的中樞電流進行監測。在車窗玻璃上升時, 如果遇到了障礙物, 電機軸負載轉矩就會增加, 但是電機軸負載轉矩測量較為困難, 因此可以采用間接的方法, 將測量負載轉矩轉化為測量電樞電流。當車窗夾到異物時，導致車窗直流機的電流呈驟增趨勢。從而即可判斷車窗夾到物體，從而實現車窗防夾技術。這是目前電動車窗常用的檢測防夾方式，其具有成本低結構簡單等優點，但是當車窗電機啟動的瞬間電流是平常的6倍而且當車窗到頂的時候也會形成堵轉導致電流變大。從而影響車窗防夾系統的穩定性。同時還需要設計防夾預緊力，從而保證乘客不被夾傷，預緊力的大小會影響乘客的舒適性以及安全性。

紋波檢測方式是當電機運行時，若車窗受力達到一定數值時，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。紋波防夾通過提取電機的一般特性，電機旋轉一周，產生一組紋波信號，紋波的個數與電機的轉速與換向次數成正比。其車窗電路系統簡單成本較低，但是在實際應用中，檢測紋波難度較高并且紋波防夾軟件的標定較為復雜，防夾系統的可靠性較低，因此需要設計一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足提供一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統，以解決電動車窗在上升的過程中尤其是后排車窗，當駕駛側一鍵升降的時候容易發生車窗夾傷乘客的現象，所以需要設計車窗防夾系統。

本發明的技術解決方案是：本發明涉及一種基于紅外檢測的非接觸式車窗防夾系統，本系統包含按鍵查詢部分、紅外對射傳感器部分、MC9S12XS單片機、霍爾元件計數部分和控制電機部分，系統具體操作步驟如下：步驟一、將單片機初始化然后進行按鍵查詢判斷車窗是執行上升操作還是執行下降操作；步驟二、給紅外對射傳感器裝置進行供電并識別所在區域有無障礙物；步驟三、通過霍爾技術裝置判斷車窗位置是否到達防夾區域；步驟四、判斷到防夾區域內是否存在障礙物，若存在障礙物則單片機控制電機反轉到安全位置并且執行延時程序同時發出報警信號；若不存在障礙物則車窗正常上升至頂。

本發明的進一步改進在于：步驟一中，若在防夾區域則開啟防夾功能，單片機控制電機反轉并下降到安全位置；若不在車窗繼續上升，然后繼續判斷是否存在障礙物，直到車窗到達頂部停止電機。